PCB技術 - PCBボード変形の危険性，原因及び改善策

大部分の 回路 基板 リフローはんだ付け中の板曲げと反りの傾向がある. 厳しい事件で, それは、空のはんだ付けと墓石のような構成要素さえ引き起こすかもしれません. これらの問題を克服する方法? なぜPCBボードが変形したのか? PCBボードの変形を改善する方法はありますか?

PCBボード変形の危険性

自動表面実装ラインにおいて、回路基板が平坦でない場合、それは不正確な位置決めの原因となり、部品は基板の穴及び表面実装パッドに挿入または取り付けできず、自動挿入機でも損傷を受ける。部品が実装された回路基板は、はんだ付け後に曲げられ、部品足はきちんと切断することが困難である。ボードはシャーシやマシン内のソケットにインストールすることはできませんので、また、ボードの反りに遭遇するアセンブリ工場のために非常に迷惑です。現在の表面実装技術は、高精度、高速、およびインテリジェンスの方向に発展している。そして、それはさまざまなコンポーネントにホームであるPCBボードのためのより高い平坦度要求を配置する。

ipc規格では，表面実装装置を持つpcbボードの最大許容変形量は0.75 %であり，表面実装のないpcbボードの最大許容変形は1.5 %であることが指摘されている。実際には、高精度、高速配置の要件を満たすために、いくつかの電子アセンブリメーカーは、変形の厳しい要件を持っています。例えば、我々の会社は、0.5 %の最大変形を必要とし、いくつかの顧客もそれを必要とする複数の顧客を持っています。

PCBボードは銅箔でできている, 樹脂, ガラス布その他の材料. 各物質の物理的、化学的性質は異なる, そして、一緒に押された後に、熱応力は必然的に起こるでしょう, 変形の原因となります. 同時に, に PCB処理 プロセス, それは高温のような様々な過程を経て行く, 機械切断, 湿式処理, など.また、ボードの変形に重要な影響を与える. 要するに, PCBの変形の理由は複雑で多様である. どのように処理によって引き起こされる材料特性の歪みや変形を減らすまたは除去する方法は PCBメーカー.

PCBボード変形原因の解析

一般に接地用の回路基板には銅箔の大面積が設計されている。Vcc層に設計された銅箔の大面積もある。これらの大きな面積の銅箔が、同じ回路基板上に設置されたときに均等に分配されることができないとき、それは不均一な熱吸収および放熱を引き起こす。もちろん、回路基板も展開し、契約する。伸縮を同時に行うことができないならば、それは異なるストレスと変形を引き起こします。このとき、ボードの温度がTg値の上限に達した場合、ボードは軟化し始め、永久変形を起こす。

回路基板上の各層の接続点（ビア、ビア）は、基板の伸縮を制限する

今日の回路基板は主に多層基板であり、層間のリベット状の接続点（ビア）が存在する。接続点はスルーホール，ブラインドホール，埋め込みホールに分けられる。接続ポイントがある場合、ボードは制限されます。伸縮の影響は間接的に板曲げと板反りを引き起こす。

回路基板自体の重さは、板を凹み変形させる

一般にリフロー炉はリフロー炉内で回路基板を前方へ駆動するためのチェーンを使用しており、ボードの両面を支点として基板全体を支持している。ボード上の重い部分がある場合、またはボードのサイズが大きすぎる場合は、それは、プレートの曲げの原因となる種子の量のために中央に落ち込みを表示します。

Vカットと接続ストリップの深さはジグソーの変形に影響する

基本的に、Vカットは、Vカットがオリジナルの大きなシートの溝を切るので、板の構造を破壊する犯人です。（関連文献：ボードエッジ基板切断機への回路基板）

PCB変形対策

板の応力に対する温度の影響を減らす

「温度」は基板応力の主な原因であるので，リフロー炉の温度を下げたり，リフロー炉内の基板の加熱・冷却速度を遅くすると，板曲げや反りの発生を大幅に低減できる。しかし、他の副作用があります。

2 .高tg板の使用

Tgはガラス転移温度、すなわち、ガラス状態からゴム状態に変化する温度である。材料のTg値が低いほど、リフローオーブンに入ると基板が軟化し、ソフトラバー状態になるまでの時間が長くなり、基板の変形がより深刻になる。より高いtg板を用いることにより，応力や変形に耐える能力を増加させることができるが，材料の価格は比較的高い。

3 .回路基板の厚さを増やす

多くの電子製品に対する軽量およびシンナーの目的を達成するために、基板の厚さは1.0 mm、0.8 mm、または0.6 mmであった。このような厚みは、リフロー炉の後にボードが変形しないようにしなければならない。軽量性や薄型化が要求されていない場合は板厚は1.6 mmであることが望ましい。

回路基板のサイズを小さくし、パズルの数を減らす

リフロー炉の大部分は回路基板を前方へ駆動するためにチェーンを使用するため、回路基板の大きさはリフロー炉内の自重、凹み、変形によるものであり、回路基板の長辺を基板の端部としている。リフロー炉のチェーンでは、回路基板の重量による窪みや変形を低減することができる。パネルの数の削減もこの理由に基づいている。すなわち、炉を通過する際には、狭いエッジを使用して炉方向をできるだけ小さくし、窪み変形量を最小にする。

使用済み炉トレイ固定具

上記の方法を達成するのが困難であるならば、最後は変形量を減らすためにリフローキャリア/テンプレートを使用することです。リフローキャリア／テンプレートがプレートの曲げを減らすことができる理由は、熱膨張または冷間収縮であるか否かにかかわらず、トレイが回路基板を保持し、回路基板の温度がTg値よりも低くなるまで待つことができ、再び硬化し始め、庭のサイズを維持することができるからである。

単層パレットが回路基板の変形を減らすことができないならば、カバーを上部ボードおよび下部パレットで回路基板をクランプするために追加しなければならない。これにより、リフロー炉による回路基板変形の問題を大幅に低減することができる。しかし、この炉トレーは非常に高価であり、トレイを配置しリサイクルするのに手作業が必要である。

Vカットサブボードの代わりに実際の接続と切手穴を使う

Vカットは、回路基板間のパネルの構造強度を破壊するので、Vカット基板を使用しないようにしてください。