PCB Tecnico - La deformazione della scheda PCB ha così tanto danno, perché la deformazione della scheda PCB?

Harm of Scheda PCB deformation

In the automatic surface mount line, if the circuit board is not flat, causerà un posizionamento impreciso, components can not be inserted or mounted to the board hole and surface mount pad, e persino crash la macchina di inserimento automatico. The circuit board with the components is bent after welding, quindi è difficile tagliare i perni del componente. The board can not be installed on the chassis or the socket in the machine, quindi l'impianto di assemblaggio è anche molto preoccupato per la deformazione del bordo. At present, La tecnologia di montaggio superficiale si sta sviluppando verso alta velocità e intelligenza, which puts forward higher flatness requirements for Scheda PCB che è la casa di vari componenti.

È particolarmente sottolineato nello standard IPC che la deformazione ammissibile della scheda PCB con SMD è dello 0,75%, e quella della scheda PCB senza SMD è dell'1,5%. Infatti, al fine di soddisfare le esigenze di montaggio ad alta velocità e ad alta velocità, alcuni produttori di assemblaggio elettronico hanno requisiti più rigorosi sulla deformazione. Ad esempio, la nostra azienda ha diversi clienti che richiedono che la deformazione consentita sia dello 0,5%, e anche alcuni singoli clienti richiedono lo 0,3%.

Scheda PCB is composed of copper foil, resina, glass cloth and other materials. Le proprietà fisiche e chimiche di ogni materiale sono diverse. After being pressed together, produrrà inevitabilmente stress termico residuo e porterà alla deformazione. Allo stesso tempo, nel processoo di PCBtrasformazione, high temperature, taglio meccanico, wet treatment and other processes will also have an important impact on the deformation of PCB. In breve, the causes of PCB deformation are complex and diverse. Come ridurre o eliminare la deformazione causata da diverse proprietà del materiale otrasformazione has become one of the complex problems faced by PCB manufacturers.

Analisi delle causeScheda PCB deformation

La deformazione della scheda PCB deve essere studiata dagli aspetti del materiale, della struttura, della distribuzione grafica, del processo di elaborazione, ecc Questo documento analizzerà ed elaborerà le varie cause di deformazione e metodi di miglioramento.

L'area irregolare della superficie in rame sul circuito stampato peggiorerà la flessione e l'deformazione.

Il circuito stampato generale sarà progettato con una grande area di foglio di rame per la messa a terra, a volte VCC Quando queste grandi aree di foglio di rame non possono essere distribuite uniformemente sullo stesso circuito stampato, il problema dell'assorbimento del calore irregolare e della dissipazione del calore sarà causato. Naturalmente, il circuito stampato si espanderà e si contrarrà anche dal calore. Se l'espansione e la contrazione non possono essere raggiunti allo stesso tempo, causerà stress e deformazioni differenti. In questo momento, se la temperatura della scheda ha raggiunto il valore TG, la scheda inizierà ad ammorbidirsi, con conseguente deformazione.

The vias (vias) of each layer on the circuit board will limit the board's expansion and contraction.

Al giorno d'oggi, la maggior parte dei circuiti stampati sono schede multistrato e ci sono punti di connessione rivettati (vias) tra gli strati. I punti di collegamento sono 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 la flessione e l'deformazione delle schede saranno causate indirettamente

Le cause di Scheda PCB deformation are as follows

(1) Il peso del circuito stampato stesso può causare la scheda di sag e deformarsi

Generalmente, the soldering furnace will use the chain to drive the circuit board to move forward in the soldering furnace, che è, the two sides of the board are used as fulcrum to support the whole board. Se ci sono parti pesanti sul bordo, or the size of the board is too large, mostrerà il fenomeno della depressione nel mezzo a causa della propria quantità di seme, resulting in plate bending.

(2) La profondità di V-CUT e della striscia di collegamento influenzerà la deformazione del pannello

Fondamentalmente, V-CUT is the main culprit of destroying the board struttura, perché V-CUT è quello di tagliare scanalature sul grande foglio originale di piastra, so the place of V-CUT is easy to deform.

2.1 analisi sull'influenza del materiale laminato, della struttura e della figura sulla deformazione della piastra

Scheda PCB è fatto di bordo centrale, semi cured sheet and outer copper foil. La deformazione del bordo centrale e del foglio di rame dipende dal CTE dei due materiali;

Il CTE della lamina di rame è circa 17x10-6;

The CTE of FR-4 substrate in Z direction is (50 ~ 70) x10-6 at TG point;

È (250 ~ 350) x10-6 sopra il punto Tg e CTE in direzione X è simile alla lamina di rame a causa dell'esistenza di panno di vetro.

Deformazione causata da Scheda PCBtrasformazione

The deformation causes of PCB are very complex, che può essere diviso in sollecitazioni termiche e sollecitazioni meccaniche. The thermal stress is mainly produced in the process of pressing, e lo stress meccanico è prodotto principalmente nel processo di impilamento, handling and baking. Di seguito una breve discussione nell'ordine del processo.

Laminato rivestito di rame: i laminati rivestiti di rame sono tutti piatti bifacciali con struttura simmetrica e nessuna figura. La lamina di rame è quasi la stessa del CTE del panno di vetro, quindi la deformazione causata da diversi CTE non sarà prodotta nel processo di pressatura. Tuttavia, a causa delle grandi dimensioni della pressa laminata rivestita di rame e della differenza di temperatura nelle diverse regioni della piastra calda, ci saranno lievi differenze nella velocità e nel grado di polimerizzazione della resina in diverse regioni durante il processo di pressatura. Allo stesso tempo, anche la viscosità dinamica sotto diversi tassi di riscaldamento ha una grande differenza, quindi sarà prodotta anche lo stress locale causato dalla differenza nel processo di polimerizzazione. Generalmente, questo tipo di stress manterrà l'equilibrio dopo la pressatura, ma rilascerà gradualmente e produrrà deformazione nella lavorazione futura.

Laminazione: il processo di laminazione PCB è il processo principale per generare stress termico. The deformation due to different materials or structures is analyzed in the previous section. Simile al laminato rivestito di rame, the local stress caused by the difference in curing process will also be produced. A causa dello spessore più spesso, diversified pattern distribution and more semi cured chips, lo stress termico del PCB è sempre più difficile da eliminare di quello del CCL. The stress in the Scheda PCB viene rilasciato nelle seguenti perforazioni, shape or barbecue process, con conseguente deformazione della tavola.

Maschera di saldatura, processo di cottura del carattere: poiché gli inchiostri resistenti alla saldatura non possono impilarsi tra loro durante la polimerizzazione, le schede PCB saranno posizionate verticalmente nello scaffale per la polimerizzazione. La temperatura di resistenza della saldatura è di circa 150 „ƒ, che supera appena il punto TG dei materiali medio e basso Tg. La resina sopra il punto Tg è in alto stato elastico e la scheda è facile da deformare sotto l'azione di auto peso o forte vento nel forno.

Livellaggio della saldatura ad aria calda: la temperatura del forno di stagno è 225 ℃ ~ 265 ℃ e il tempo è 3s-6s. The temperature of hot air is 280 ℃ ~ 300 ℃. Quando la saldatura è livellata, the plate is fed into the tin furnace from room temperature, e il lavaggio dell'acqua post-trattamento a temperatura ambiente è effettuato entro due minuti dopo lo scarico. L'intero processo di livellamento della saldatura ad aria calda è un processo improvviso di riscaldamento e raffreddamento. Due to the different materials and uneven structure of the circuit board, lo stress termico apparirà inevitabilmente nel processo freddo e caldo, resulting in micro strain and overall deformation warping zone.

Stoccaggio: la scheda PCB nella fase del prodotto semifinito è generalmente saldamente inserita nello scaffale. La regolazione impropria della tenuta dello scaffale o l'impilamento delle tavole durante lo stoccaggio causerà deformazione meccanica del bordo. Soprattutto per il foglio inferiore a 2,0 mm, l'influenza è più grave.

Oltre ai fattori di cui sopra, there are many factors affecting PCB deformation.

Prevenzione di Scheda PCB warpage

La deformazione del circuito stampato ha una grande influenza sulla produzione del circuito stampato. Warpage è anche uno dei problemi importanti nel processo di produzione di circuiti stampati. La scheda con i componenti è piegata dopo la saldatura e i piedi del componente sono difficili da essere ordinati. La scheda non può essere installata sul telaio o sulla presa nella macchina, quindi la deformazione del circuito stampato influenzerà il normale funzionamento dell'intero processo successivo. Attualmente, il circuito stampato è entrato nell'era del montaggio superficiale e dell'installazione del chip e i requisiti della deformazione del PCB sono sempre più elevati. Quindi dobbiamo scoprire perche' la banda di meta' strada sta deformando.

1. progettazione ingegneristica: questioni che richiedono attenzione nella progettazione PCB: a. la disposizione del prepreg intercalare dovrebbe essere simmetrica, ad esempio, lo spessore di 1-2 e 5-6 strati e il numero di fogli di prepreg dovrebbe essere coerente, altrimenti è facile deformare dopo la laminazione. B. I prodotti dello stesso fornitore devono essere utilizzati per il bordo centrale multistrato e il prepreg. C. L'area della figura del circuito delle superfici esterne A e B deve essere il più vicina possibile. Se un lato è un lato di rame grande, e lato B solo pochi fili, questa scheda stampata dopo l'incisione è facile da deformare. Se la differenza di area della linea tra i due lati è troppo grande, alcune griglie indipendenti possono essere aggiunte sul lato sparso per bilanciare.

2. piastra di essiccazione prima del taglio: lo scopo di asciugare il laminato rivestito di rame prima della sbollentatura (150 ℃ per 8 ± 2 ore) è quello di rimuovere l'umidità nel piatto e allo stesso tempo rendere la resina nel piatto completamente solidificata, eliminare ulteriormente lo stress rimanente nel piatto, che è utile per evitare che il bordo si deformi. Attualmente, molte tavole bifacciali e multistrato aderiscono ancora alla fase di cottura prima o dopo la cottura. Tuttavia, ci sono anche alcune eccezioni in alcune fabbriche di cartone. Attualmente, il tempo di essiccazione di ogni fabbrica di PCB è incoerente, che varia da 4 a 10 ore. Si suggerisce di determinare il tempo di essiccazione secondo il grado del circuito stampato prodotto e i requisiti di warpage dei clienti. I due metodi sono realizzabili e si consiglia di tagliare e asciugare la tavola. Anche lo strato interno deve essere asciugato.

3. longitudine e direzione della trama di prepreg: dopo la laminazione, il tasso di restringimento in ordito e trama è diverso, quindi l'ordito e la trama devono essere distinti durante la blanking e la laminazione. Altrimenti, è facile causare la deformazione del bordo finito dopo la laminazione ed è difficile da correggere anche se la pressione viene aggiunta al bordo di essiccazione. Molte delle ragioni per la deformazione della scheda multistrato sono che la direzione dell'ordito e della trama del prepreg non sono chiaramente distinte durante la laminazione, che è causata da impilamento casuale. Come distinguere longitudine e latitudine? Per il foglio di rame, il lato lungo è latitudinale mentre il lato corto è longitudine. Se è incerto, si prega di contattare il produttore o fornitore.

Dopo aver macinato la resina in forno per 4 ore, remove the stress from the laminate after 4 degrees centigrade.

5. è necessario raddrizzare la piastra sottile durante la galvanizzazione: quando il bordo multistrato ultra-sottile 0,4 ～ 0,6 mm è utilizzato per la galvanizzazione superficiale della piastra e galvanizzazione grafica, il rullo di bloccaggio speciale deve essere fatto. Dopo che la piastra sottile è bloccata sul bus volante sulla linea di galvanizzazione automatica, il rullo di bloccaggio sull'intero bus volante deve essere collegato con un'asta rotonda per raddrizzare tutte le piastre sul rullo, in modo che la piastra dopo la galvanizzazione non si deformi. Se non c'è tale misura, la piastra sottile si piega dopo aver galvanizzato lo strato di rame di 20-30 micron ed è difficile da rimediare.

6. Board cooling after hot air leveling: PCB is impacted by high temperature of solder bath (about 250 ℃) during hot air leveling. Dopo essere stata tolta, dovrebbe essere posizionato su marmo piatto o piastra d'acciaio per raffreddamento naturale, and then sent to the post processor for cleaning. Questo è buono per anti deformazione della scheda. In order to enhance the brightness of the surface of lead and tin, Alcune fabbriche mettono le tavole in acqua fredda immediatamente dopo il livellamento dell'aria calda, and take them out after a few seconds for post-treatment. L'impatto di un caldo e di un raffreddore può causare deformazioni, delamination or blistering on some types of boards. Inoltre, air floating bed can be installed on the equipment for cooling.

7. trattamento del bordo di deformazione: nella fabbrica con la gestione ordinata, l'ispezione di planarità 100% sarà condotta per il bordo stampato nell'ispezione finale. Tutte le tavole non qualificate saranno raccolte e messe in forno, asciugate a 150 „ƒ e sotto forte pressione per 3-6 ore, e naturalmente raffreddate sotto forte pressione. Quindi estrarre le tavole con sollievo di pressione e controllare la planarità. In questo modo, alcune schede possono essere salvate. Alcune tavole devono essere asciugate e pressate due o tre volte per livellarle. La raddrizzatrice di deformazione del bordo pneumatico dell'agente Huabao di Shanghai è stata utilizzata dalla campana di Shanghai, che ha un ottimo effetto nella riparazione della deformazione del PWB. Se le misure di processo anti deformazione di cui sopra non vengono implementate, alcune schede sono inutili e possono essere solo rottame.