Notizie PCB - Analisi delle cause della deformazione della scheda PCB e come migliorare

Quando circuiti stampati

1. I rischi di deformazione del circuito

2. analisi delle cause di deformazioneLa deformazione della scheda PCB deve essere studiata da diversi aspetti come materiale, struttura, distribuzione del modello, processo di elaborazione, ecc Questo articolo analizzerà e spiegherà varie ragioni e metodi di miglioramento che possono causare deformazione. L'area irregolare della superficie in rame sul circuito stampato peggiorerà la flessione e l'deformazione della scheda. Generalmente, una grande area di foglio di rame è progettata sul circuito stampato per la messa a terra, e a volte lo strato Vcc è alsoCi saranno fogli di rame di grande area. Quando questi fogli di rame di grande area non sono distribuiti uniformemente sullo stesso circuito stampato, causerà assorbimento di calore irregolare e dissipazione del calore. Naturalmente, anche il circuito stampato si espanderà. Stringimento freddo. Se l'espansione e la contrazione non possono essere fatte allo stesso tempo, causerà stress e deformazioni differenti. In questo momento, se la temperatura della scheda ha raggiunto il limite superiore del valore Tg, la scheda si aprirà. Comincia ad ammorbidirsi, causando deformazioni. I punti di connessione (vias, vias) di ogni strato sul circuito stampato limiteranno l'espansione e la contrazione della scheda. I circuiti stampati di oggi sono per lo più schede multistrato, e ci sono punti di connessione (vias) come rivetti tra gli strati, e i punti di connessione sono nuovamente divisi in fori passanti, fori ciechi e fori sepolti, dove ci sono punti di connessione, l'effetto dell'espansione e della contrazione della scheda sarà limitato e causerà anche indirettamente la piegatura e l'ordito della scheda. Il peso della tavola causerà l'ammaccatura e la deformazione della tavola. Generalmente, il forno di riflusso userà una catena per guidare il circuito stampato in avanti nel forno di riflusso, cioè i due lati del bordo sono utilizzati come fulcro per sostenere l'intera scheda. Se ci sono parti pesanti sulla scheda, o se la dimensione della scheda è troppo grande, mostrerà una depressione nel mezzo a causa della quantità della scheda stessa, causando la scheda a piegarsi. La profondità di V-Cut e il video della barra di collegamento Fondamentalmente, V-Cut è il principale colpevole di distruggere la struttura della scheda. Poiché V-Cut taglia scanalature nel foglio originale di grandi dimensioni, quindi il posto di V-Cut è soggetto a deformazione.2.1 Analisi dell'influenza del materiale, della struttura e della grafica sulla deformazione del piatto La scheda PCB è formata premendo la scheda centrale e il prepreg e il foglio di rame esterno. La scheda centrale e la lamina di rame vengono riscaldati e deformati quando vengono premuti. La quantità di deformazione dipende dal coefficiente di espansione termica (CTE) dei due materiali. Il coefficiente di espansione termica del foglio di rame ( CTE) è sinistro e destro, mentre il substrato ordinario FR-4 si trova nella direzione Z CTE sotto il punto Tg; sopra il punto TG è (250 ~ 350) X10-6 e la direzione X CTE è dovuta alla presenza di panno di vetro, generalmente con foglio di rame è simile. Nota sul punto TG: Quando la temperatura di un cartone stampato ad alto Tg sale ad una certa area, il substrato cambierà da "vetro" a "gomma", e la temperatura in questo momento è chiamata temperatura di transizione del vetro (Tg) della scheda. Cioè, Tg è la temperatura (°C) alla quale il materiale di base mantiene la rigidità. In altre parole, i materiali ordinari del substrato della scheda PCB non solo ammorbidiranno, deformano, si sciolgono, ecc., alle alte temperature. Allo stesso tempo, si manifesta anche in un forte declino delle caratteristiche meccaniche ed elettriche. Generalmente, il Tg della piastra è più di 130 gradi, il Tg alto è generalmente superiore a 170 gradi e il Tg medio è circa superiore a 150 gradi. Di solito le schede stampate PCB con Tg � 170 ° C sono chiamate schede stampate ad alto Tg. Man mano che il Tg del substrato aumenta, la resistenza al calore, la resistenza all'umidità, la resistenza chimica, la stabilità e altre caratteristiche del cartone stampato saranno migliorate e migliorate. Maggiore è il valore TG, migliore è la resistenza alla temperatura della scheda, soprattutto nel processo senza piombo, dove le applicazioni ad alto Tg sono più comuni. L'alto Tg si riferisce ad alta resistenza al calore. Con il rapido sviluppo dell'industria elettronica, in particolare dei prodotti elettronici rappresentati dai computer, lo sviluppo di alta funzionalità e di alti multistrati richiede una maggiore resistenza al calore dei materiali del substrato della scheda PCB come garanzia importante. L'emergere e lo sviluppo della tecnologia di montaggio ad alta densità rappresentativa ha reso le schede PCB sempre più inseparabili dal supporto dell'alta resistenza al calore del substrato in termini di piccola apertura, cablaggio fine e assottigliamento. Pertanto, la differenza tra FR-4 generale e FR-4 alto Tg è la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale, l'adesione, l'assorbimento dell'acqua e la decomposizione termica del materiale allo stato caldo, specialmente quando riscaldato dopo l'assorbimento di umidità. Ci sono differenze in varie condizioni come l'espansione. I prodotti ad alto Tg sono ovviamente migliori dei materiali ordinari del substrato della scheda PCB. L'espansione del bordo del centro con il modello dello strato interno è differente a causa della differenza tra la distribuzione del modello e lo spessore del bordo del centro o le caratteristiche del materiale. Quando la distribuzione del modello è diversa dallo spessore del bordo centrale o dalle caratteristiche del materiale, sarà diverso. Quando la distribuzione del modello è relativamente uniforme, il tipo di materiale è lo stesso. Si deformerà. L'asimmetria o la distribuzione irregolare del modello della struttura laminata della scheda PCB causerà il CTE di diverse schede di nucleo a variare notevolmente, con conseguente deformazione durante il processo di laminazione. Il meccanismo di deformazione può essere spiegato dai seguenti principi. Supponiamo che ci siano due schede core con una grande differenza in CTE che sono premute insieme da un prepreg, dove la scheda A core CTE è 1.5x10-5 / grado Celsius, e la lunghezza della scheda core è 1000mm. Il processo di pressatura viene utilizzato come prepreg del foglio di incollaggio e le due schede del nucleo sono unite insieme thro

2.2 Deformazione causata durante la lavorazione del PCB La ragione della deformazione del processo di elaborazione della scheda PCB è molto complicata e può essere divisa in due tipi di stress: stress termico e stress meccanico. Tra questi, lo stress termico viene generato principalmente durante il processo di pressatura e lo stress meccanico viene generato principalmente durante l'impilamento, la manipolazione e la cottura delle piastre. La seguente è una breve discussione nell'ordine del processo. Laminato rivestito in rame in entrata: i laminati rivestiti in rame sono tutti bifacciali, con struttura simmetrica e senza grafica. Il CTE della lamina di rame e del panno di vetro è quasi lo stesso, quindi non c'è quasi alcuna deformazione causata dalla differenza in CTE durante il processo di pressatura. Tuttavia, la dimensione della pressa laminata rivestita di rame è grande e c'è una differenza di temperatura in diverse aree della piastra calda, che causerà lievi differenze nella velocità di polimerizzazione e nel grado della resina in diverse aree durante il processo di pressatura e aumenti di temperatura diversi. Ci sono anche grandi differenze nella viscosità dinamica a velocità diverse, quindi si verificheranno anche tensioni locali dovute alle differenze nel processo di polimerizzazione. Generalmente, questo tipo di stress manterrà l'equilibrio dopo la pressione, ma gradualmente rilascerà e si deformerà nell'elaborazione futura. Pressatura: Il processo di pressatura della scheda PCB è il processo principale che genera stress termico. La deformazione dovuta a diversi materiali o strutture è mostrata nell'analisi nella sezione precedente. Simile alla pressatura dei laminati rivestiti di rame, si verificheranno anche tensioni locali causate dalle differenze nel processo di polimerizzazione. Le schede PCB hanno più stress termico rispetto ai laminati rivestiti in rame a causa di spessore più spesso, distribuzione diversificata del modello e più prepreg. Lo stress nella scheda PCB viene rilasciato durante i successivi processi di perforazione, forma o griglia, causando la deformazione della scheda. Processo di cottura della maschera di saldatura, dei caratteri, ecc.: Poiché gli inchiostri della maschera di saldatura non possono essere impilati uno sopra l'altro quando sono induriti, le schede PCB saranno collocate in un rack per la polimerizzazione. La temperatura della maschera di saldatura è di circa 150 ° C, che supera appena il punto Tg dei materiali medio e basso Tg. La resina sopra il punto Tg è altamente elastica e la piastra si deforma facilmente sotto l'azione del proprio peso o il forte vento del forno. Livellaggio della saldatura ad aria calda: La temperatura del forno di stagno è di 225 gradi Celsius ~ 265 gradi Celsius e il tempo è 3S-6S quando il livellamento ordinario della saldatura ad aria calda del bordo. La temperatura dell'aria calda è 280 gradi Celsius ~ 300 gradi Celsius. Quando la saldatura è livellata, il bordo entra nel forno di stagno dalla temperatura ambiente e il lavaggio dell'acqua post-trattamento a temperatura ambiente sarà effettuato entro due minuti dopo essere stato fuori dal forno. L'intero processo di livellamento della saldatura ad aria calda è un processo improvviso di riscaldamento e raffreddamento. A causa dei diversi materiali del circuito stampato, la struttura è irregolare. Lo stress termico si verificherà inevitabilmente nel processo, portando a deformazione microscopica e alla zona di deformazione generale. Stoccaggio: Lo stoccaggio delle schede PCB nella fase del prodotto semifinito è generalmente saldamente inserito nello scaffale e la tenuta dello scaffale non è regolata correttamente o l'impilamento delle schede durante il processo di stoccaggio causerà deformazione meccanica delle schede. Soprattutto per le piastre sottili inferiori a 2,0 mm, l'impatto è più grave. Oltre ai fattori di cui sopra, ci sono molti fattori che influenzano la deformazione della scheda PCB.

3. misure di miglioramentoCosì come possiamo impedire la scheda di piegarsi e deformarsi quando la scheda PCB passa attraverso il forno di riflusso? 1) Ridurre l'influenza della temperatura sullo stress del bordo: Poiché la temperatura è lo sforzo principale del bordo, finché la temperatura del forno di riflusso è ridotta o il tasso di riscaldamento e raffreddamento del bordo nel forno di riflusso è rallentato, la flessione e la piastra possono essere notevolmente ridotti. La situazione di deformazione è avvenuta. Ma ci possono essere altri effetti collaterali.2) Utilizzo di piastre Tg elevate: Tg è la temperatura di transizione del vetro, cioè la temperatura alla quale il materiale cambia dal vetro alla gomma. Più basso è il valore Tg, più velocemente la piastra inizia ad ammorbidirsi dopo essere entrata nel forno a riflusso. E il tempo per diventare stato di gomma morbida sarà più lungo, naturalmente la deformazione della scheda sarà più grave. Utilizzando un foglio Tg più alto può aumentare la sua tensione e deformazione, ma il prezzo dei materiali è relativamente alto.3) Aumentare lo spessore del circuito stampato: Al fine di raggiungere lo scopo di più leggero e sottile per molti prodotti elettronici, lo spessore della scheda è stato lasciato 1.0mm, 0.8mm, o anche 0.6mm spessore. Questo spessore dovrebbe mantenere il bordo dopo il forno di riflusso Non è deformato, che è davvero difficile. Si raccomanda che se non vi è alcun requisito di leggerezza e sottigliezza, il bordo può essere utilizzato con uno spessore di 1,6 mm, che può essere notevolmente ridotto. Rischio di flessione e deformazione della piastra.4) Ridurre le dimensioni del circuito stampato e ridurre il numero di pannelli: Poiché la maggior parte dei forni a riflusso utilizzano catene per guidare il circuito stampato in avanti, maggiore è la dimensione del circuito stampato sarà ammaccata nel forno a riflusso a causa del suo proprio peso, quindi cercare di mettere il lato lungo del circuito stampato come lato del bordo sulla catena del forno a riflusso, in modo da ridurre la depressione e la deformazione causate dal peso del circuito stampato stesso e mettere insieme il bordo. La riduzione del numero si basa anche su questo motivo, cioè, quando passa il forno, cercare di utilizzare il lato stretto per essere perpendicolare alla direzione del forno per raggiungere la quantità di deformazione di depressione. Il motivo per cui il vassoio del forno può ridurre la flessione della piastra è perché se si tratta di espansione termica o contrazione a freddo, si spera che il vassoio possa tenere il circuito stampato e attendere fino a che la temperatura del circuito stampato sia inferiore al valore Tg e inizi ad indurirsi di nuovo, in modo che le dimensioni del giardino possano essere mantenute. Se il supporto a livello singolo. Il vassoio non può ridurre la deformazione del circuito stampato, quindi è necessario aggiungere uno strato di copertura per bloccare il circuito stampato con i vassoi superiori e inferiori, in modo da ridurre notevolmente il problema della deformazione del circuito stampato attraverso il forno a riflusso. Tuttavia, le teglie del forno sono piuttosto costose, e sono necessari il posizionamento manuale e il riciclaggio dei vassoi.6) Utilizzare connessioni reali e fori di timbratura al posto della scheda secondaria di V-Cut: Poiché V-Cut distruggerà la resistenza strutturale della scheda tra i circuiti stampati, cercare di non utilizzare la scheda secondaria di V-Cut, o ridurre la profondità di V-Cut. Ottimizzazione nella scheda PCB. Ingegneria di produzione: L'influenza di materiali diversi sulla deformazione del bordo sarà conteggiata per il tasso di difetti nel bordo di materiali diversi. Deformazione di materiali a basso Tg. Il tasso di affondamento è superiore a quello dei materiali ad alto Tg. I materiali ad alto Tg elencati nella tabella sopra sono tutti materiali a forma di riempitore e il CTE è inferiore a quello dei materiali a basso Tg. Allo stesso tempo, durante la lavorazione dopo la pressatura, la temperatura di cottura è di 150 gradi Celsius. L'impatto sarà sicuramente maggiore di quello dei materiali di media e alta Tg. La progettazione ingegneristica dovrebbe cercare di evitare l'asimmetria strutturale, l'asimmetria del materiale e la progettazione di asimmetria grafica per ridurre la deformazione. Allo stesso tempo, durante il processo di ricerca, è stato anche trovato che la struttura laminata direttamente della piastra centrale è più facile da deformare rispetto alla struttura laminata della lamina di rame. Nella progettazione ingegneristica, anche la forma del telaio del pannello seghetto ha un impatto maggiore sulla deformazione. Generalmente, le fabbriche di PCB avranno un grande telaio in rame continuo e un telaio in rame non continuo a punti o blocchi di rame e ci sono anche differenze diverse. Il motivo per cui la deformazione delle due forme del telaio è diversa è a causa della resistenza del telaio in rame continuo Alto, la rigidità è relativamente grande nel processo di pressatura e giuntura, in modo che lo sforzo residuo nella piastra non sia facile da rilasciare e il rilascio è concentrato dopo che la forma è elaborata, con conseguente deformazione più grave. Il telaio discontinuo di rame dot rilascia gradualmente lo stress durante la pressatura e la successiva lavorazione e l'impiallacciatura si deforma meno dopo la forma. Quanto sopra sono alcuni possibili fattori che influenzano la progettazione ingegneristica. Usalo in modo flessibile al momento. Può ridurre l'influenza della deformazione causata dalla progettazione.3.3 Ricerca sulla compressione L'effetto della pressione sulla deformazione è molto importante. Le impostazioni ragionevoli dei parametri, la selezione della stampa e i metodi di impilamento possono ridurre efficacemente lo stress. Per i pannelli generali con struttura simmetrica, è generalmente necessario prestare attenzione all'impilamento simmetrico dei pannelli durante la pressatura e posizionare in modo simmetrico strumenti ausiliari come pannelli utensili e materiali ammortizzanti. Allo stesso tempo, la scelta di una pressa integrata calda e fredda da premere è ovviamente utile anche per ridurre lo stress termico. Affinché la pressa split calda e fredda trasferisca le piastre alla pressa fredda ad alte temperature (sopra la temperatura GT), la perdita di pressione e il raffreddamento rapido del materiale sopra il punto Tg causeranno il rilascio rapido di stress termico e deforma