Technologie PCB - La déformation de la carte PCB est si dangereuse, pourquoi la carte PCB se déforme - t - elle?

Dangers de la déformation de la carte PCB

Dans la ligne de montage automatique en surface, si la carte n'est pas plate, cela peut entraîner un positionnement inexact, des éléments ne peuvent pas être insérés ou montés sur les trous de la carte et les plots de montage en surface, et même provoquer l'écrasement de la machine d'insertion automatique. Les cartes avec des éléments se plient après la soudure, il est donc difficile de couper les broches des éléments. Les plaques ne peuvent pas être montées sur le châssis ou sur des prises de courant dans la machine, de sorte que les usines d'assemblage sont également très préoccupées par le gauchissement des plaques. À l'heure actuelle, la technologie de montage en surface évolue vers une vitesse élevée et une intelligence accrue, ce qui impose des exigences de planéité plus élevées aux cartes PCB en tant que Maison de divers composants.

La norme IPC indique notamment que la déformation autorisée est de 0,75% pour les cartes PCB avec SMD et de 1,5% pour les cartes PCB sans SMD. En effet, pour répondre à la nécessité d'une installation à grande vitesse et à grande vitesse, certains fabricants de composants électroniques ont des exigences plus strictes en matière de déformation. Par exemple, notre société a plusieurs clients qui demandent une déformation autorisée de 0,5%, et même certains clients individuels qui demandent 0,3%.

La carte PCB est composée de feuilles de cuivre, de résine, de tissu de verre et d'autres matériaux. Les propriétés physiques et chimiques de chaque matériau sont différentes. Après extrusion, des contraintes thermiques résiduelles sont inévitablement générées et entraînent des déformations. Dans le même temps, dans le processus de traitement de PCB, les processus tels que la température élevée, la coupe mécanique, le traitement par voie humide auront également un impact important sur la déformation du PCB. En résumé, les causes de déformation des PCB sont complexes et variées. Comment réduire ou éliminer les déformations causées par différentes propriétés matérielles ou l'usinage est devenu l'un des problèmes complexes rencontrés par les fabricants de PCB.

Analyse des causes de déformation de la carte PCB

La déformation d'une carte PCB nécessite une étude en termes de matériaux, de structure, de distribution graphique, de processus de traitement, etc. diverses causes de déformation et méthodes d'amélioration seront analysées et expliquées dans cet article.

Une surface de cuivre inégale sur la carte peut aggraver la flexion et le gauchissement.

Les cartes générales concevront toutes de grandes zones de feuilles de cuivre pour la mise à la terre, parfois VCC. Lorsque ces grandes zones de feuilles d'aluminium ne sont pas réparties uniformément sur la même carte, cela peut entraîner des problèmes d'absorption de chaleur et de dissipation de chaleur inégales. Bien sûr, la carte se dilate et se contracte également en raison de la chaleur. Si l'expansion et la contraction ne peuvent pas être réalisées simultanément, il en résultera différentes contraintes et déformations. A ce stade, si la température de la tôle a atteint la valeur TG, la tôle commence à se ramollir, ce qui entraîne une déformation.

Les trous sur chaque couche de la carte (sur - trous) limiteront l'expansion et la contraction de la carte.

De nos jours, la plupart des cartes sont des cartes multicouches avec des points de connexion en forme de rivets (perçages) entre les couches. Les points de connexion sont divisés en trous traversants, borgnes et enterrés. Là où il y a des points de connexion, l'effet d'expansion et de contraction de la plaque sera limité et entraînera indirectement la flexion et le gauchissement de la plaque

Les raisons de la déformation de la carte PCB sont les suivantes

(1) Le poids de la carte elle - même provoque l'affaissement et la déformation de la carte

En général, le four de brasage entraîne la carte à l'aide d'une chaîne dans le four de brasage vers l'avant, c'est - à - dire soutient l'ensemble de la carte à deux côtés de la carte en tant que pivot. S'il y a des pièces plus lourdes sur la plaque, ou si la plaque est surdimensionnée, elle présentera un phénomène de dépression intermédiaire en raison de sa propre quantité de graines, ce qui entraînera une flexion de la plaque.

(2) la profondeur du V - cut et de la bande de connexion affecte la déformation du panneau

Fondamentalement, V - cut est responsable de la destruction de la structure de la plaque, car V - cut consiste à découper des rainures sur la plaque massive d'origine, de sorte que la position de V - cut est facilement déformée.

2.1 Analyse de l'influence des matériaux, de la structure et des graphiques du stratifié sur la déformation de la plaque

La carte PCB est composée d'une plaque de base, d'une feuille semi - durcie et d'une feuille de cuivre externe. La déformation de la plaque de coeur et de la Feuille de cuivre dépend du Cte des deux matériaux;

Le Cte de la Feuille de cuivre est d'environ 17x10 - 6;

Le coefficient de dilatation thermique du substrat fr - 4 dans la direction Z est (50 ~ 70) x10 - 6 au point TG;

Au - dessus du point Tg (250 ~ 350) x10 - 6, le CTE dans la direction X est similaire à la Feuille de cuivre en raison de la présence de tissu de verre.

Déformation causée par le traitement de la carte PCB

Les causes de déformation des PCB sont très complexes et peuvent être divisées en contraintes thermiques et mécaniques. Les contraintes thermiques sont principalement générées lors du pressage et les contraintes mécaniques lors de l'empilage, de la manutention et de la cuisson. Voici une brève discussion dans l'ordre du processus.

Plaques de cuivre recouvertes: les plaques de cuivre recouvertes sont toutes des plaques à double face, de structure symétrique et sans figure. La Feuille de cuivre est presque identique au cte du tissu de verre, de sorte qu'elle ne produit pas de déformation causée par différents cte lors du pressage. Cependant, en raison de la grande taille du stratifié revêtu de cuivre et des différences de température entre les différentes zones de la plaque chauffante, la vitesse et le degré de durcissement de la résine varieront légèrement d'une zone à l'autre pendant le pressage. Dans le même temps, il existe également de grandes différences de viscosité dynamique à différentes vitesses de chauffage, ce qui crée également des contraintes locales causées par les différences au cours du processus de durcissement. Typiquement, cette contrainte reste équilibrée après pressage, mais elle se libère progressivement et crée des déformations lors de l'usinage futur.

Laminage: le processus de laminage de PCB est le principal processus de génération de stress thermique. La section précédente analyse les déformations causées par différents matériaux ou structures. Tout comme les stratifiés revêtus de cuivre, des contraintes locales dues à des différences dans le processus de durcissement sont également générées. Les contraintes thermiques des PCB sont de plus en plus difficiles à éliminer que celles des CCL en raison de leur épaisseur plus épaisse, de leur distribution de motifs diversifiée et de leurs puces plus semi - durcies. Les contraintes dans la carte PCB sont libérées lors du perçage, du moulage ou du grillage suivant, ce qui entraîne une déformation de la carte.

Masque de soudage par blocage, processus de cuisson de caractères: Comme les encres de soudage par blocage ne peuvent pas être empilées les unes sur les autres pendant le processus de durcissement, la carte PCB est placée verticalement sur une étagère pour le durcissement. La température de soudage par blocage est d'environ 150 degrés Celsius, juste au - dessus du point TG pour les matériaux TG à faible et moyenne température. La résine au - dessus du point TG est dans un état de haute élasticité et la plaque se déforme facilement sous l'effet du poids mort ou du vent fort du four.

Nivellement de la soudure à air chaud: la température du four à étain est de 225 ° C ~ 265 ° C, le temps est de 3S - 6S. La température de l'air chaud est de 280 ° C ~ 300 ° c. Lorsque la soudure est nivelée, la plaque est envoyée dans un four à étain à température ambiante et un lavage à l'eau de post - traitement à température ambiante est effectué dans les deux minutes suivant la décharge. L'ensemble du processus de nivellement de la soudure à air chaud est un processus de chauffage et de refroidissement brusques. En raison de la différence des matériaux de la carte et de l'inhomogénéité de la structure, des contraintes thermiques apparaissent inévitablement pendant le processus froid et chaud, entraînant des micro - déformations et une déformation globale de la zone de déformation.

Stockage: les cartes PCB sont généralement fermement insérées dans les étagères au stade du produit semi - fini. Pendant le stockage, si l'étanchéité des étagères n'est pas ajustée correctement ou si les plaques ne sont pas empilées correctement, cela peut entraîner une déformation mécanique des plaques. En particulier pour les feuilles de moins de 2,0 mm, les effets sont plus graves.

Outre les facteurs mentionnés ci - dessus, il existe de nombreux facteurs qui affectent la déformation du PCB.

Prévenir le gauchissement de la carte PCB

Le gauchissement des cartes de circuits imprimés a une grande influence sur la production de cartes de circuits imprimés. Le gauchissement est également un problème important dans le processus de production de cartes. La plaque munie des éléments est pliée après soudage et les pieds des éléments sont difficiles à redresser. La carte ne peut pas être montée sur le châssis ou sur une prise de courant dans la machine, de sorte que le gauchissement de la carte peut affecter le bon fonctionnement de l'ensemble du processus ultérieur. À l'heure actuelle, les cartes de circuits imprimés sont entrées dans l'ère du montage en surface et du montage sur puce, et les exigences en matière de gauchissement des PCB sont de plus en plus élevées. Nous devons donc comprendre pourquoi les gangs « à moitié faits» se déforment.

1. Conception technique: ce qui doit être noté dans la conception de PCB: A. la disposition du préimprégné entre les couches doit être symétrique, par exemple, l'épaisseur des couches 1 - 2 et 5 - 6 et le nombre de feuilles préimprégnées doivent être cohérents, sinon il est facile de se déformer après laminage. B. Le panneau de noyau multicouche et le préimprégné doivent utiliser les produits du même fournisseur. C. les zones du Schéma électrique des surfaces externes a et B doivent être aussi proches que possible. Si un côté est une grande face de cuivre et que l'autre n'a que quelques fils, une telle plaque imprimée est facilement déformée après gravure. Si la différence de surface de ligne est trop grande des deux côtés, vous pouvez ajouter une grille indépendante sur le côté clairsemé pour équilibrer.

Plaque 2.dry avant la coupe: le but du séchage de la plaque de cuivre recouverte avant le déchargement (150 degrés Celsius, 8 ± 2 heures) est d'éliminer l'humidité de la plaque tout en permettant à la résine de la plaque de se solidifier complètement, éliminant davantage le stress résiduel dans la plaque et aidant à prévenir le gauchissement de la plaque. Actuellement, de nombreux panneaux à double face et multicouches insistent encore sur la cuisson avant ou après le soutirage. Cependant, il existe quelques exceptions dans certaines usines de tôles. Actuellement, le temps de séchage n'est pas uniforme dans chaque usine de PCB, allant de 4 à 10 heures. Il est recommandé de déterminer le temps de séchage en fonction du grade de la carte de circuit imprimé produite et des exigences de déformation du client. Les deux méthodes sont possibles et il est recommandé de couper et de sécher les plaques. La couche interne doit également être sèche.

3. Direction de la chaîne et de la trame de la billette préimprégnée: après l'empilage, le rétrécissement de la chaîne et de la trame est différent, lorsque l'empilage inférieur doit être distingué entre la chaîne et la trame. Sinon, il est facile de provoquer une déformation de la plaque finie après laminage, ce qui est difficile à corriger même en appliquant une pression sur la plaque sèche. De nombreuses causes de gauchissement des plaques multicouches sont dues au fait que l'orientation de la chaîne et de la trame des billettes préimprégnées n'est pas clairement distinguée lors du laminage, ce qui est causé par un empilement aléatoire. Comment distinguer longitude et latitude? Le côté long de la Feuille de cuivre est la latitude et le côté court est la longitude. Si vous n'êtes pas sûr, contactez le fabricant ou le fournisseur.

Après broyage de la résine au four pendant 4 heures, les contraintes du stratifié sont éliminées après 4 degrés Celsius.

5, il est nécessaire de redresser la plaque lors du placage: en utilisant 0,4ï½ 0,6 mm ultra - mince Multi - couche plaque pour le placage de la plaque et le placage graphique, un rouleau de serrage spécial doit être fait. Après que les feuilles minces ont été serrées sur le bus volant sur la ligne de placage automatique, le rouleau de serrage sur le bus volant entier doit être attaché à une barre ronde pour redresser toutes les plaques sur le rouleau afin que les plaques après le placage ne se déforment pas. Sans une telle mesure, après l'électrodéposition d'une couche de cuivre de 20 - 30 microns, la feuille mince se pliera et sera difficile à corriger.

6. Refroidissement de la plaque après le nivellement par air chaud: pendant le processus de nivellement par air chaud, le PCB est affecté par la température élevée du bain de soudure (environ 250 degrés Celsius). Une fois retiré, il doit être placé sur une plaque de marbre ou d'acier plate pour refroidir naturellement, puis envoyé à un processeur arrière pour le nettoyage. Ceci est bon pour éviter le gauchissement de la plaque. Pour améliorer la luminosité des surfaces de plomb et d'étain, certaines usines mettent les plaques dans l'eau froide immédiatement après le nivellement de l'air chaud et les retirent après quelques secondes pour le post - traitement. Un choc chaud et froid peut provoquer certains types de plaques à se déformer, à se délaminer ou à mousser. En outre, un lit flottant à air peut être installé sur l'appareil pour le refroidissement.

7. Traitement de la plaque de déformation: inspection de planéité à 100% de la plaque d'impression lors de l'inspection finale dans une usine bien gérée. Toutes les plaques non conformes sont sélectionnées pour être placées au four, séchées à 150 degrés Celsius et à haute pression pendant 3 à 6 heures, puis refroidies naturellement à haute pression. Ensuite, retirez la plaque et vérifiez la planéité. Cela permet d'économiser quelques planches. Certaines planches doivent être séchées et pressées deux ou trois fois pour être nivelées. Shanghai Bell a utilisé la machine d'enroulement pneumatique de l'agent HUABAO de Shanghai, la réparation de la déformation du PCB fonctionne bien. Si les mesures de processus anti - déformation ci - dessus ne sont pas mises en œuvre, certaines plaques sont inutiles et ne peuvent être mises au rebut.