PCB技術 - PCB回路基板変形の改善法

回路基板がリフローはんだ付けを受けるとき、それらの大部分は板曲げおよび反りを起こしやすい。それが深刻であるならば、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。どのようにそれを克服するには？

危険 PCB回路基板 変形

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。ボード内のケースやソケット内に設置することはできませんので、ボードボード工場ではボードワープに遭遇するのも非常に迷惑です。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。

pcbボードは銅箔，樹脂，ガラスクロスなどで構成され，各材料の物理的・化学的性質は異なる。加圧された後、熱応力が発生し変形が生じる。同時に、PCB処理プロセスでは、高温、機械的切削、湿式処理などの様々なプロセスを経て、ボードの変形に重要な影響を与える。つまり、PCBの変形の理由は複雑で多様である。処理に起因する材料特性の歪みや変形を低減または除去する方法は，pcbメーカーが直面する最も複雑な問題の一つとなっている。

変形原因の解析

PCBボードの変形は，材料，構造，パターン分布，加工工程などのいくつかの側面から検討する必要がある。

回路基板上の不均一な銅表面積は、板の曲げ及び反りを悪化させる。

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えている。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

それが大きいならば、それはそれ自身の種子量のために中央で落ち込みの現象を示します。

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。

PCB回路基板変形の改善法

板の変形に及ぼすプレス材，構造およびグラフィックの影響の解析

PCBボードは、コアボード、プリプレグおよび外側銅箔を押圧することにより形成される。コアボードと銅箔は、互いに加圧されて加熱変形する。変形量は以下のようになります。

一般的FR‐4基板の銅箔の熱膨張係数（CTE）と熱膨張係数

tg点より上は（250〜350）x 10−6であり，x方向cteは一般にガラス布の存在により銅箔と類似している。

PCB回路基板変形の改善法

コアボードのCTEが1.5 x 10 - 5°Cであり、コアボードの長さが共に1000 mmであるプリプレグによって互いに押圧されるCTEに大きな差がある2つのコアボードがあるとする。プレス加工においては、ボンディングシートとして使用されるプリプレグは、2段階のコアボードを、3段階のソフト化、フローティング、充填、グラフィック化、及び硬化させる。

PCBボードの積層構造、材料タイプ、パターン分布が均一であるかどうかは、異なるコアボードと銅箔との間のCTEの差に直接影響する。積層プロセス中の膨張及び収縮の差はプリプレグの凝固プロセスによって保持される。最後に，pcbボードの変形を形成した。

期間中の変形 PCB処理

pcb基板処理の変形の理由は非常に複雑であり，2種類の応力に分けられる。その中でも，主にプレス加工中に熱応力が発生し，主に板の積層，ハンドリング，ベーキング時に機械的応力が発生する。以下、工程順に簡単に説明する。

着信銅クラッドラミネート：銅クラッドラミネートは、対称構造とグラフィックなしですべて両面です。銅箔やガラスクロスのCTEはほぼ同じであるので、プレス時のCTEの違いによる変形はほとんどない。しかし、銅張積層板のサイズは大きく、ホットプレートの異なる領域での温度差により、押圧時の樹脂硬化速度や異なる部位の程度が若干異なる。同時に、異なる加熱速度での動的粘度も全く異なるので、それはまた、硬化プロセスの違いによる局部的な応力を生成する。一般的に、この種のストレスは、プレス後のバランスを維持するが、将来の処理中に徐々に解放され変形する。

プレス：PCBプレスプロセスは、熱応力を発生させる主なプロセスである。異なる材料または構造による変形は前のセクションの分析で示されます。銅張積層板のプレス加工と同様に、硬化工程の違いによる局部応力も発生する。PCB板は、厚い厚さ、多様なパターン分布、およびより多くのプリプレグのために銅クラッド積層体よりも熱応力を有する。PCBボードのストレスは、その後の穿孔、形状、またはグリル処理中に解放され、ボードが変形する。

ハンダマスク、文字等のベーキング工程：ハンダマスクインクを硬化させて積層することができないので、PCBボードを硬化のためのラックに配置する。ソルダーマスクの温度は約150℃°Cであり、媒体とTG材料のTg点を超えるだけであり、Tg以上の樹脂は非常に弾性的であり、自身の重量又は強い風の作用で容易に変形する。

熱風半田平準化：錫炉の温度は摂氏265度、摂氏265度であり、通常のボード熱気ソルを平準化するときは3 s - 6 sである。熱気温度は摂氏280度〜摂氏300度。ハンダを平らにすると、板は室温から錫炉に入れられ、炉から出てから2分後に室温での後処理水洗浄が行われる。全体のホットハンダ平準化プロセスは、突然の加熱と冷却プロセスです。回路基板と凹凸構造の材料によって、冷却および加熱過程で必然的に熱応力が発生し、微視的な歪みと全体的な変形及び反り領域が生じる。

ストレージ：ストレージ PCBボード 半製品の段階では一般に棚にしっかりと挿入される, そして、棚の堅さはきちんと調整されません, or the stacking of the boards during the storage process will cause mechanical 変形 of the boards. 特に下の薄板は.0 mm, 衝撃はもっと深刻だ.