Technologie PCB - Pourquoi la carte PCB se déforme et comment l'empêcher 1

Pourquoi la carte PCB se déforme et comment l'empêcher 1

La plupart des cartes PCB sont sujettes à la flexion et au gauchissement lorsqu'elles sont soudées à reflux. Dans les cas graves, il peut même conduire à des pièces telles que le soudage à l'envers et les pierres tombales. Comment le surmonter?

1. Dangers de la déformation de la carte PCB

Dans les lignes de montage en surface automatisées, si la carte n'est pas plate, cela peut entraîner un positionnement inexact, des éléments ne peuvent pas être insérés ou montés dans les trous et les plots de montage en surface de la carte, et même endommager la machine d'insertion automatique. Les cartes équipées d'éléments se plient après la soudure et les pieds des éléments sont difficiles à couper soigneusement. La carte ne peut pas être montée sur une prise à l'intérieur du châssis ou de la machine, il est donc également très gênant pour les usines d'assemblage de rencontrer un gauchissement de la carte. La technologie de montage en surface actuelle évolue vers une précision, une vitesse et une intelligence élevées, ce qui impose des exigences de planéité plus élevées pour les cartes PCB dans lesquelles se trouvent divers composants.

La norme IPC indique en particulier que la déformation maximale admissible est de 0,75% pour les cartes PCB avec des dispositifs montés en surface et de 1,5% pour les cartes PCB sans dispositifs montés en surface. En fait, pour répondre aux besoins de haute précision et de placement à grande vitesse, certains fabricants de composants électroniques sont plus exigeants en matière de déformation. Par exemple, notre société a plusieurs clients qui exigent une déformation maximale de 0,5%, et même certains clients exigent une déformation maximale de 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 avoir été pressés ensemble, il est inévitable de laisser une contrainte thermique et de provoquer une déformation. Dans le même temps, dans le processus de traitement de PCB, il subira divers processus tels que la température élevée, la coupe mécanique, le traitement par voie humide, ce qui aura également un impact important sur la déformation de la plaque. En bref, les causes de déformation de la carte PCB sont complexes et variées. La distorsion ou la déformation induite par l'usinage est devenue l'un des problèmes les plus complexes auxquels sont confrontés les fabricants de PCB.

2. Analyse des causes de déformation de la carte PCB

La déformation de la carte PCB nécessite une étude de plusieurs aspects tels que le matériau, la structure, la distribution des motifs, le processus de traitement, etc. cet article analysera et expliquera les différentes raisons et méthodes d'amélioration qui peuvent survenir.

La surface de cuivre sur la carte n'est pas uniforme, ce qui aggrave la flexion et le gauchissement de la carte.

En règle générale, une grande surface de feuille de cuivre est conçue sur la carte à des fins de mise à la terre. Parfois, une grande surface de feuille de cuivre est également conçue sur la couche VCC. Lorsque ces feuilles de cuivre de grande surface ne sont pas uniformément réparties sur la même carte, elles peuvent entraîner une absorption et une dissipation de chaleur inégales lorsqu'elles sont installées. Bien sûr, la carte se dilate et se contracte également. Si l'expansion et la contraction ne peuvent pas être effectuées simultanément, différentes contraintes et déformations peuvent être induites. A ce stade, si la température de la tôle atteint la limite supérieure de la valeur TG, la tôle commencera à se ramollir, entraînant une déformation permanente.

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

Les cartes de circuit d'aujourd'hui sont principalement multicouches et auront des points de connexion en forme de rivets (sur - trous) entre les couches. Les points de connexion sont divisés en trous traversants, borgnes et enterrés. Là où il y a des points de connexion, la carte sera limitée. Les effets de l'expansion et de la contraction peuvent également entraîner indirectement la flexion et le gauchissement de la plaque.

Causes de la déformation de la carte PCB:

(1) Le poids de la carte elle - même provoque la dépression et la déformation de la carte

Typiquement, les fours de retour utilisent des chaînes dans les fours de retour pour entraîner la carte vers l'avant, c'est - à - dire que les deux côtés de la carte servent de points d'appui pour soutenir l'ensemble de la carte. S'il y a des pièces plus lourdes sur la planche, ou si la planche est surdimensionnée, une dépression apparaîtra au milieu de la planche en raison du nombre de graines, ce qui entraînera une flexion de la planche.

(2) la profondeur de la découpe en V et de la bande de connexion affectera la déformation de la scie à colonne

Fondamentalement, V - cut est responsable de la destruction de la structure de la carte. Parce que la découpe en V coupe les rainures sur la grande plaque d'origine, la découpe en V se déforme facilement.

2.1 Analyse de l'impact des matériaux, des structures et des graphiques d'estampage sur la déformation de la tôle

La carte PCB est formée par pressage de la plaque de noyau, du préimprégné et de la Feuille de cuivre externe. Lorsque le panneau de noyau et la Feuille de cuivre sont pressés ensemble, ils sont chauffés et déformés. La quantité de déformation dépend du coefficient de dilatation thermique (CTE) de ces deux matériaux;

Le coefficient de dilatation thermique (CTE) de la Feuille de cuivre est d'environ 17x10 - 6;

La direction Z cte du substrat fr - 4 ordinaire au point TG est (50 ~ 70) x10 - 6;

Le point TG ci - dessus est (250 ~ 350) x10 - 6, la direction X cte est généralement similaire à la Feuille de cuivre en raison de la présence de tissu de verre.

Notes pour le point TG:

Plaque d'impression haute TG lorsque la température augmente jusqu'à une certaine zone, le substrat passe de "l'état de verre" à "l'état de caoutchouc", la température à ce moment est appelée température de transition vitreuse (Tg) du substrat. C'est - à - dire que TG est la température maximale (°C) à laquelle le substrat reste rigide. C'est - à - dire, le matériau de substrat de PCB ordinaire à haute température produira non seulement des phénomènes tels que le ramollissement, la déformation, la fusion, etc., mais également des propriétés mécaniques et électriques chuteront considérablement.

La TG générale de la feuille est supérieure à 130 degrés, la TG élevée est généralement supérieure à 170 degrés et la TG moyenne est supérieure à environ 150 degrés.

Typiquement, une carte de circuit imprimé PCB avec tgâ ¥ 170 degrés Celsius est appelée carte de circuit imprimé haute TG.

TG du substrat augmente, la résistance à la chaleur, résistance à l'humidité, résistance chimique, stabilité et d'autres caractéristiques de la plaque d'impression seront améliorées et améliorées. Plus la valeur de TG est élevée, meilleure est la résistance à la température de la plaque, en particulier dans les processus sans plomb, où les applications à TG élevé sont plus courantes.

La Feuille de circuit imprimé haute TG se réfère à la haute résistance à la chaleur. Avec le développement rapide de l'industrie électronique, en particulier des produits électroniques représentés par des ordinateurs, le développement de la haute fonctionnalité et des couches élevées nécessite une résistance thermique plus élevée du matériau du substrat PCB comme garantie importante. L'émergence et le développement de la technologie d'installation à haute densité représentée par SMT et CMT rendent les PCB de plus en plus inséparables du support de la haute résistance thermique du substrat en termes de petites ouvertures, de câblage fin et d'amincissement, entre autres.

Ainsi, la différence entre le fr - 4 ordinaire et le fr - 4 à TG élevée réside dans la résistance mécanique, la stabilité dimensionnelle, l'adhérence, l'absorption d'eau et la décomposition thermique du matériau à chaud, en particulier lorsqu'il est chauffé après hygroscopie. Il existe des différences dans diverses conditions telles que la dilatation thermique, les produits à haute TG sont nettement meilleurs que les matériaux de substrat de PCB ordinaires.

Parmi celles - ci, la dilatation d'une plaque de coeur avec un motif de couche interne est différente en raison de la différence entre la distribution des motifs et l'épaisseur ou les caractéristiques du matériau de la plaque de coeur. La distribution du motif est différente lorsque l'épaisseur ou les caractéristiques matérielles de la plaque de noyau sont différentes. Sera déformé. Lorsque la structure de laminage de PCB a une asymétrie ou une répartition inégale des motifs, le Cte des différentes plaques de noyau peut varier considérablement, ce qui provoque des déformations lors du laminage. Le mécanisme de déformation peut être expliqué par le principe suivant.

Supposons qu'il y ait deux plaques de coeur avec des différences importantes de Cte, qui sont pressées ensemble par le préimprégné. Parmi eux, le cte du panneau de noyau a est de 1,5 * 10 - 5 / degré Celsius et la longueur du panneau de noyau est de 1000 mm. Au cours du pressage, le préimprégné utilisé comme feuille adhésive va coller les deux plaques de coeur ensemble en trois étapes de ramollissement, d'écoulement et de remplissage de la figure et de durcissement.

Sur la base de l'analyse ci - dessus, on peut voir si la structure stratifiée et le type de matériau de la plaque PCB sont répartis uniformément, ce qui affecte directement les différences de Cte entre les différentes plaques de coeur et les feuilles de cuivre. La différence de dilatation et de rétrécissement au cours du laminage passera par la feuille solide de l'ébauche préimprégnée. Le processus est préservé et forme finalement une déformation de la carte PCB.