PCB Tecnico - Cause e prevenzione della deformazione del PCB

Analisi delle cause della deformazione del PCB

(1) Il peso del PCB stesso causerà il PCB ad affondare la deformazione

Generalmente, il forno a riflusso userà una catena per guidare il PCB in avanti nel forno a riflusso, cioè i due lati del PCB sono utilizzati come fulcro per sostenere l'intero PCB. Se ci sono parti pesanti sul PCB o le dimensioni del PCB sono troppo grandi, a causa della quantità di seme, mostrerà una depressione nel mezzo, causando la piega della piastra.

(2) La profondità e la connessione di V-Cut influenzeranno la deformazione del puzzle

Fondamentalmente, V-Cut è il colpevole che distrugge la struttura PCB, perché V-Cut taglia scanalature nel foglio originale di grandi dimensioni, quindi la deformazione è incline a verificarsi in V-Cut.

(3) Analisi dell'effetto dei materiali di pressatura, della struttura e della grafica sulla deformazione del pannello

PCB è laminato dalla scheda centrale, prepreg e foglio di rame esterno. Il bordo centrale e la lamina di rame sono riscaldati quando vengono premuti insieme. La quantità di deformazione dipende dal coefficiente di espansione termica (CTE) dei due materiali;

Il coefficiente di espansione termica (CTE) della lamina di rame è circa 17X10-6;

La direzione Z CTE del substrato ordinario FR-4 al punto Tg è (50~70) X10-6;

Sopra il punto TG è (250 ~ 350) X10-6 e la direzione X CTE è generalmente simile alla lamina di rame a causa della presenza di panno di vetro.

Warpage PCB

(4) Warpage causata dall'elaborazione del PCB

La causa della deformazione nell'elaborazione del PCB è molto complicata e può essere divisa in sollecitazioni termiche e sollecitazioni meccaniche. 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.

Laminati rivestiti in rame in arrivo: i laminati rivestiti in rame sono tutti PCB 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, le dimensioni della pressa laminata rivestita di rame sono grandi e ci sono differenze di temperatura in diverse aree della piastra calda, che causeranno lievi differenze nella velocità di polimerizzazione e nel grado della resina in diverse aree durante il processo di pressatura. Allo stesso tempo, anche la viscosità dinamica a diversi tassi di riscaldamento è abbastanza diversa, quindi produrrà anche stress locale a causa delle differenze nel processo di polimerizzazione. Generalmente, questo stress manterrà l'equilibrio dopo la pressione, ma gradualmente si rilascerà nella lavorazione futura per produrre warpage.

Pressatura: Il processo di pressatura PCB è il processo principale che genera stress termico. La deformazione causata da diversi materiali o strutture è analizzata nella sezione precedente. Simile alla pressatura dei laminati rivestiti di rame, si verificheranno anche tensioni locali causate dalle differenze nel processo di polimerizzazione. A causa dello spessore più spesso, della diversa distribuzione del modello e di più prepreg, i PCB hanno più stress termico rispetto ai laminati rivestiti in rame e sono più difficili da eliminare. Lo stress nel PCB viene rilasciato durante i successivi processi di foratura, forma o grigliatura, con conseguente deformazione della scheda.

Processo di cottura della maschera di saldatura, dei caratteri, ecc.: Poiché gli inchiostri della maschera di saldatura non possono essere impilati l'uno sull'altro quando sono induriti, PCB saranno posizionati su uno scaffale per cuocere la scheda per curare. La temperatura della maschera di saldatura è di circa 150Â ° C, che supera appena il punto Tg e il punto Tg dei materiali medio e basso Tg. La resina di cui sopra è in uno stato altamente elastico e la scheda è soggetta a deformazione PCB sotto il proprio peso o forte vento nel forno.

Livellaggio della saldatura ad aria calda: Quando il livellamento ordinario della saldatura ad aria calda PCB, la temperatura del forno di stagno è di 225 gradi Celsius ~ 265 gradi Celsius e il tempo è 3S-6S. La temperatura dell'aria calda è 280 gradi Celsius ~ 300 gradi Celsius. Quando la saldatura è livellata, il bordo viene messo nel forno di stagno a temperatura ambiente e il lavaggio dell'acqua post-trattamento a temperatura ambiente viene 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 PCB e della struttura irregolare, lo stress termico si verificherà inevitabilmente durante il processo di raffreddamento e riscaldamento, portando a deformazione microscopica e area di deformazione generale.

Stoccaggio: Lo stoccaggio del PCB nella fase del prodotto semifinito è generalmente saldamente inserito nello scaffale, la regolazione della tenuta dello scaffale non è appropriata o l'impilamento delle schede durante il processo di stoccaggio causerà la scheda a produrre deformazione meccanica. 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 warpage PCB.

Prevenzione della deformazione dei PCB

La deformazione del PCB ha una grande influenza sulla produzione di PCB stampato. Warpage è anche uno dei problemi importanti nel processo di produzione di PCB. Warpage si verifica dopo che il PCB con componenti è saldato e i piedi del componente sono difficili da essere puliti. Il PCB non può essere installato sul telaio o sulla presa all'interno della macchina, quindi la deformazione PCB influenzerà il normale funzionamento dell'intero processo successivo. In questa fase, il PCB stampato è entrato nell'era del montaggio superficiale e del montaggio di chip e i requisiti di processo per la deformazione del PCB stanno diventando sempre più alti. Quindi dobbiamo trovare il motivo per la deformazione dell'aiuto a metà strada.

1. progettazione ingegneristica: materie che richiedono attenzione durante la progettazione di schede stampate: A. La disposizione dei prepreg tra gli strati dovrebbe essere simmetrica, ad esempio, per schede a sei strati, lo spessore tra 1-2 e 5-6 strati e il numero di prepreg dovrebbe essere lo stesso, altrimenti gli strati È facile deformare dopo la pressione. B. Il bordo del centro multistrato e il prepreg dovrebbero utilizzare i prodotti dello stesso fornitore. C. L'area del circuito sul lato A e sul lato B dello strato esterno deve essere il più vicino possibile. Se la superficie A è una grande superficie di rame e la superficie B è solo di poche linee, questo tipo di cartone stampato è facile da deformare dopo l'incisione. Se l'area delle linee sui due lati è troppo diversa, è possibile aggiungere alcune griglie indipendenti sul lato sottile per l'equilibrio.

2. Essiccatoio prima del taglio: Lo scopo di asciugare il bordo prima di tagliare il laminato rivestito di rame (150 gradi Celsius, tempo 8±2 ore) è quello di rimuovere l'umidità nel bordo, e allo stesso tempo fare la resina nel bordo completamente solidificare ed eliminare ulteriormente lo stress rimanente nel bordo. Questo è utile per evitare che la scheda si deformi. Attualmente, molte tavole bifacciali e multistrato aderiscono ancora alla fase di cottura prima o dopo il taglio. Ma ci sono alcune eccezioni alle fabbriche di bordo. Anche le attuali normative sui tempi di asciugatura del PCB sono incoerenti, che vanno da 4 a 10 ore. Si consiglia di decidere in base al grado del cartone stampato prodotto e alle esigenze del cliente per warpage. Dopo aver tagliato un pezzo di pannello, cuocere o scaricare l'intero blocco dopo la cottura. Entrambi i metodi sono realizzabili. Si consiglia di cuocere il pannello dopo il taglio. Anche la tavola interna dovrebbe essere cotta.

3. direzione dell'ordito e della trama del prepreg: Dopo che il prepreg è laminato, i tassi di restringimento dell'ordito e della trama sono diversi e le direzioni dell'ordito e della trama devono essere distinte durante la blanking e la laminazione. Altrimenti, è facile far deformare il bordo finito dopo la laminazione ed è difficile correggerlo anche se viene applicata pressione sul pannello da forno. Molte ragioni per la deformazione della scheda multistrato sono che le direzioni di ordito e trama dei prepreg non sono distinte durante la laminazione e sono impilate casualmente. Come distinguere latitudine e longitudine? La direzione di rotolamento del prepreg laminato è la direzione dell'ordito e la direzione della larghezza è la direzione della trama; per il bordo del foglio di rame, il lato lungo è la direzione della trama e il lato corto è la direzione dell'ordito. Se non siete sicuri, si prega di verificare con il produttore o fornitore.

4. stress di sollievo dopo la laminazione: estrarre il bordo multistrato dopo la pressatura a caldo e la pressatura a freddo, tagliare o macinare le bave, e quindi metterlo piano in un forno a 150 gradi Celsius per 4 ore per rilasciare gradualmente lo stress nel bordo e rendere la resina completa polimerizzazione, questo passaggio non può essere omesso.

5. La piastra sottile deve essere raddrizzata quando galvanica: le piastre multistrato ultra-sottili di 0.4～0.6mm dovrebbero essere fatte di rulli speciali del nip per la galvanizzazione superficiale e l'galvanizzazione del modello. Dopo che la piastra sottile è bloccata sul bus della mosca sulla linea di galvanizzazione automatica, un cerchio I bastoncini stringono insieme i rulli del nip sull'intero bus della mosca, raddrizzando così tutti i PCB sui rulli, in modo che i PCB galvanizzati non si deformino. Senza questa misura, dopo aver placcato uno strato di rame da 20 a 30 micron, il foglio si deformerà ed è difficile rimediare.

6. raffreddamento PCB dopo il livellamento dell'aria calda: il bordo stampato è influenzato dall'alta temperatura del bagno di saldatura (circa 250 gradi Celsius) durante il livellamento dell'aria calda. Dopo averlo tolto, dovrebbe essere posizionato su un piatto di marmo o acciaio piatto per il raffreddamento naturale e quindi inviato a una macchina di post-elaborazione per la pulizia. Questo è buono per la prevenzione di warpage PCB. In alcune fabbriche, al fine di migliorare la luminosità della superficie di piombo-stagno, il PCB viene immediatamente messo in acqua fredda dopo che l'aria calda è livellata e quindi estratto dopo pochi secondi per la post-elaborazione. Questo tipo di impatto caldo e freddo può causare deformazioni su alcuni tipi di PCB. Qu, stratificazione o vesciche. Inoltre, un letto di galleggiamento dell'aria può essere installato sull'apparecchiatura per il raffreddamento.

7. trattamento del PCB deformato: In una fabbrica ben gestita, la scheda stampata sarà controllata al 100% planarità durante l'ispezione finale. Tutti i PCB non qualificati verranno prelevati, messi in forno, cotti a 150 gradi sotto forte pressione per 3-6 ore e raffreddati naturalmente sotto forte pressione. Quindi rimuovere il PCB dalla pressione e controllare la planarità, in modo che una parte del PCB possa essere salvata e alcuni PCB devono essere cotti e premuti due o tre volte per essere livellati. La macchina di deformazione e raddrizzatura del bordo pneumatico di Shanghai Huabao è stata utilizzata da Shanghai Bell per rimediare alla deformazione del circuito stampato. Se le misure di processo anti-deformazione di cui sopra non vengono implementate, parte della cottura e pressatura del PCB è inutile e può essere solo demolita.