정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
선언, PCB 보드 환류 용접 중 파열판 분석 및 개선
전자제품이 다기능, 고밀도, 소형화, 립체화의 방향으로 발전함에 따라 열방출에 대한 수요는 갈수록 중요해지고있다.이와 동시에 많은 재료의 CTE가 다름에 따라 발생하는 열응력과 뒤틀림으로 조립실패의 위험이 증가되며 전자제품도 뒤이어 조기에 효력을 상실할 확률이 증가된다.크게 해.따라서 PCB 용접의 신뢰성이 점점 더 중요해지고 있습니다.다음은 환류 용접 중의 판실효 현상과 그 개선 방법을 소개하여 여러분이 참고할 수 있도록 합니다.
1.환류 용접 중 판이 터지는 현상
1.1 파열판의 정의: 회류 용접 과정 (특히 무연 응용), HDI 다층 PCB의 PP층과 이차층 (L2) 동박 갈색 표면이 2차 압축 과정에서 발생하는 분리 현상을 우리는 파열판으로 정의한다.절편 분석을 보면 판폭의 위치는 1~2층의 밀집 매몰 지역에서 발생한다.파편이나 기타 이상이 발견되지 않았습니다.절편에 따르면 회로판이 매우 맹렬하게 터져 2층의 일부 회로가 갈라졌다.
1.2 판의 폭발에 영향을 주는 요소
휘발성 물질의 형성원은 폭발의 필수 조건이다
1.흡습 문제 다음은 PCB 판의 물의 존재, 수증기의 확산 방식 및 수증기의 압력이 온도의 변화에 따라 설명함으로써 수증기의 존재가 PCB 폭발의 주요 원인임을 설명한다.PCB의 수분은 주로 수지 분자 및 PCB 보드 내부의 거시적 물리적 결함 (예: 틈, 미세 균열) 에 존재합니다.에폭시 수지의 흡수율과 균형 흡수율은 주로 자유 부피와 극성 기단의 농도에 의해 결정된다.자유 부피가 클수록 초기 흡수율이 빠르고 극성 기단이 물에 친화력을 가지는 것이 에폭시 수지의 흡수율이 높은 주요 원인이다.극성 기단의 함량이 클수록 균형 흡수율이 높아진다.결론적으로, 에폭시 수지의 초기 흡수율은 자유 부피에 의해 결정되며, 균형 흡수율은 극성 기단의 함량에 의해 결정됩니다.한편으로 무연 환류 용접 과정에서 PCB 판의 온도가 높아져 자유 부피 중의 물과 극성 기단이 수소 결합을 형성하여 수지에 충분한 에너지를 얻어 확산된다.물이 밖으로 퍼져 공극이나 미세한 균열에 모이면 공극에서 물의 몰체 적분수가 증가한다.
한편, 용접온도가 높아지면서 물의 포화증기압도 증가한다.수증기가 224°C일 때의 포화증기압은 2500kPa이다.수증기가 250°C일 때의 포화증기압은 4000kPa이다.용접 온도가 260 ° C로 올라가면 수증기의 포화 증기압은 5000kPa에 이르기도 한다.재료층 간의 결합 강도가 수증기에서 발생하는 포화증기압보다 낮을 때 재료가 파열된다.따라서 용접 전의 흡습은 PCB 계층과 플레이트가 터지는 주요 원인 중 하나입니다.
2.저장과 생산 과정에서 수분의 영향.HDI 다층 PCB는 습기에 민감한 부품으로 PCB의 물은 성능에 매우 중요한 영향을 미친다.예를 들어 (a) 저장 환경의 수분은 PP (예침재) 특성에 현저한 변화를 초래할 수 있다.(b) 보호 없이 PP는 수분을 흡수하기 쉽다.그림 1.3은 상대 습도의 30%, 50%, 90% 조건에서 폴리프로필렌이 저장될 때의 흡습성을 보여줍니다.PP의 저장 시간과 흡습률 사이의 관계라는 관계는 매우 뚜렷하며, 정적 배치 하에서 시간이 지남에 따라 PCB 보드의 수분 함유량은 점차 증가한다.진공포장의 흡수율은 비진공포장의 흡습률보다 높고 흡수율의 차이는 잠금 시간이 증가함에 따라 증가한다.(c) 수분은 주로 수지체계에서 각종 물질간의 계면에 침투하는데 계면에는 물의 영향이 있다.
3.흡습의 위해 (a) PP의 휘발성 함량을 증가시킨다. (b) PP 수지의 수분 존재는 수지 분자 간의 교련을 약화시켜 판재 각 층 간의 결합력을 떨어뜨리고 판재의 내열진성을 약화시킨다.다층판은 열유나 용접재 목욕과 열공기 조절에서 흰 점, 거품, 층이 생기기 쉽다. 폴리프로필렌과 동박 사이의 부착력 차는 판이 터지는 충분한 조건1이다.현상묘사는 절편분석을 통해 알수 있다싶이 판이 터진 위치는 2차압제pp와 동박의 접촉면(갈변면) 사이에 있다.구리는 금속 상태의 비극성 물질이기 때문에 많은 접착제는 동박에 대한 접착력이 매우 작다.만약 동박의 표면이 처리되지 않았다면 성능이 우수한 접착제를 사용하더라도 충분한 부착력과 내열성을 가지지 못했을것이다.동박 표면의 초기 갈변처리 방법은 화학처리를 통해 동박 표면에 적갈색의 산화아동(Cu2O)을 형성하는 것이다.그것이 수지층 압기판에 접착되면 실온에서 부착력이 증가하지만 200°C 부근에서 박리가 발생한다.이것은 Cu2O가 가열에 불안정하고 가열 후 동박에서 벗겨지기 때문입니다.1960년대 일본 도시바의 연구진은 특수 화학 용액 처리를 거쳐 동박 표면에 형성된 검은색 벨벳 모양의 박막 (CuO) 이 동박 표면에 단단히 달라붙을 수 있는 더 정교한 결정체를 가지고 있다는 것을 발견했다.안정성도 좋아, 나중에 자주 사용하는 흑발 공예야.20세기 90년대 중반에 유럽과 미국은 새로운 갈색변화공법을 채용하여 신형의 다층판의 내부전도도안을 화학산화시켜 전통적인 흑색화공예를 대체하였는데 이 공예는 이미 공업에서 널리 응용되였다.
2.갈색 변형 강화 접착의 새로운 갈색 변형 공정, 그 화학 반응 기능: 2Cu+H2SO4+H2O2+nR1+nR2-CusO4+2H2O+Cu (R1+R2) 갈색 변형 슬롯에서 H2O2의 미식각 작용으로 인해 기저동 표면에 고르지 않은 미시적 구조가 형성되고,따라서 처리되지 않은 매끄러운 구리 표면의 6-7배에 해당하는 결합 면적을 얻을 수 있다.이와 동시에 동기판에 화학적으로 동기판 표면에 결합된 유기금속막의 얇은 층을 퇴적하고 기판의 구리표면의 SEM 영상은 갈색으로 변한다.또한 접착제가 요철 부분에 들어가면 기계적 접합 효과도 증가한다.
3.갈색 변화 효과에 영향을 주는 요소갈색 변화의 품질과 효과는 공정 매개 변수 제어의 정밀화에 달려 있다: (a) 조제 선진적인 약제를 선택한다: 아토텍 약제를 사용하는 갈색 변화층의 거칠음이 크고, 갈색 변화층의 결합력은 12배의 무연 회류 온도를 견딜 수 있으며 판을 깨지 않는다.(b) 생산 과정에서 목욕액 성분에 대한 모니터링을 강화한다.(c) 갈색변화 (또는 흑산화동) 박막의 두께: 갈색변화 (또는 흑산화동) 막과 PP의 결합강도, 내산알칼리성, 내현성과 내고온성은 박막의 구조와 두께와 관계가 있다.그렇다고 접착 강도가 두꺼울수록 높아지는 것은 아니다.(d) 오염된 갈변층과 공정 오류: 균열판의 질량에서 균열판이 발생한 부분을 분리하여 갈변층이 오염된 것을 발견하고 수지와 오염된 갈화층이 완전히 분리된다.오염된 부품의 갈색변화층과 pp편은 층압후 효과적으로 접착되지 못했으며 PCB판은 그후의 SMT조립에서 거품이 일어났다.조사 결과, 외부 동박과 pp 조각 사이의 접착이 불량한 이유 중 하나로 일반 재료를 억압하고 고착화하기 위해 고Tg 재료가 남용되었습니다.
¶환류 온도의 부적절한 선택은 보드 폭발의 유발 요인입니다. 1.온도가 강판의 폭발을 유도하는 작용.판재 폭발 법칙의 충분한 필요조건에 대한 분석을 통해 그것들은 모두 온도의 함수라는 것을 알 수 있다.환류 용접 온도가 높아짐에 따라 다층판에서 휘발성 물질의 양과 그 팽창 압력은 증가하지만 갈색 변층과 PP 사이의 접착력은 온도가 높아짐에 따라 낮아진다.분명히 잠재적 인 폭발판의 충분한 필수 조건은 온도 요인에 의해 발생해야합니다.특정 제품의 특성을 종합적으로 분석한 토대에서 환류 용접 온도 곡선을 최적화하면 효과적으로 억제할 수 있다
판재 파열의 발생.제품 특성에 따라 환류 용접 온도를 최적화하는 방법 (a) 미국 마이크로 전자 패키징 회사 CG Woychik은"일반 SnPb 합금을 사용하면 소자와 PCB 보드가 환류 용접 과정에서 견딜 수 있는 온도는 240도이다.SnAgCu (무연) 를 사용할 때합금, JEDEC 규정 온도는 260 ° C입니다.온도 상승은 전자 패키징 부품의 무결성을 위협할 수 있습니다.특히 많은 층압구조재료의 경우 층간층화를 쉽게 초래할수 있으며 특히 더욱 많은 수분을 함유한 신소재들은 더욱 그러하다.내부에 습기가 있다.게다가 온도가 높아지면 대부분 자주 사용하는 층압판 (HDI 다층PCB판) 에 넓은 범위의 층층이 나타난다.(b) 미국 전자조립용접 JSHwang은'전자조립제조에서의 용접재료와 공정'이라는 책에서도"기존 무연재료의 용해점 온도가 SnPb 공정재료의 용해점(섭씨 183도)보다 높은 것을 고려할 때환류 용접 온도를 어느 정도 낮추기 위해서는 적합한 환류 용접 온도 분포 곡선이 특히 중요하다.그는 또한 부품과 PCB의 온도 특성 등 기존 SMT 제조업체와 인프라와 같은 현재의 생산 조건에 근거한다면서 무연 환류 용접의 피크 온도는 235°C로 유지해야 한다고 지적했다.종합적으로 분석하면 HDI 다층 PCB 보드의 무연 환류 용접에서 SnAgCu 용접재를 사용할 때 합금화할 때 피크 온도를 245 °C를 초과하지 않는 235 °C로 설정하는 것이 좋습니다.실천은 이 조치를 취한후 판폭에 대한 억제효과가 아주 뚜렷하다는것을 보여주었다.
휘발성 물질의 일출 불량은 PCB판을 무력화하는 한 요인이다. 절편 분석을 보면 폭파판의 거의 모든 위치가 매몰 구멍 위에 대면적의 동박이 덮인 부분에서 발생한다.이러한 설계의 제조 가능성에 확실히 문제가 존재하는데, 주로 다음과 같은 몇 가지 방면에서 나타난다: 용접 가열 후, 매몰구멍과 메자닌에 축적된 휘발성 물질 (예: 수분 등) 의 배출에 불리하다;– µ는 환류 용접 과정에서 표면 온도 분포의 불균일성을 악화시킵니다.–¶용접 과정 중의 열 응력을 제거하는 데 불리하며, 응력 집중을 형성하기 쉽고, HDI 다중 계층 PCB 내부 계층 간의 분리를 심화시킨다.HDI 다층판 제품의 불합리한 그래픽 설계로 인해 무연 제조 과정에서 판이 터지는 것은 분명합니다. 1.3 판이 터지는 기리
"판재 폭발의 기리는 상기 판재 폭발 현상에 대한 분석과 총결에 근거하여, 우리는 아래의 물리 모델에 근거하여 판재 폭발의 물리 과정을 연구하고 분석할 수 있다."작업 환경의 온도가 그다지 높지 않을 때, 다층판 L1-L2 사이의 결합이 양호하다.가열 과정이 진행됨에 따라 매공과 내층의 휘발성 물질(수분 포함)은 끊임없이 배출된다.배출된 휘발성 가스는 매몰구멍과 PP(접착편) 사이에 축적된다.온도가 계속 높아짐에 따라 점점 더 많은 가스가 매몰 구멍 근처에 모여 큰 팽창 압력을 형성하여 L2와 PP의 갈색 변형 표면이 그것들을 분리하는 팽창력을 받게 된다.최종 팽창 압력이 갈색 표면과 PP 사이의 흡착력(f
– 회로 기판 폭발 발생을 억제하는 충분한 조건:"갈색 변화"과정의 품질을 최적화하고 PCB 내부 간의 부착력을 증가시킵니다.양질의 갈색 변약제 고르기;PP 소재의 수지 함량(RC), 수지 겔 시간(GT), 수지 유동성(RF), 휘발성 성분(VC%) 등 핵심 지표와 같은 원료 품질에 대한 모니터링을 강화한다.침전 섬유 공간에 존재하는 수지의 균일성과 점유율을 확보하기 위해 형성된 기재가 낮은 흡수성, 더 좋은 개전성능, 양호한 층간 접착성과 사이즈 안정성을 확보한다.
–¶큰 동박 표면의 통기성을 높이다.이상의 분석에 근거하여 판재 폭발의 위치 특징과 판재 폭발 기리를 얻어냈다.분명히 PCB 표면에 대면적의 동박층이 설계되어 있을 때 내부 수증기가 방출되지 않기 때문에 표면의 대동 표면이 덮인 구역이 PCB 판이 폭발하는 현상을 개선할 수 있도록 창문을 열 필요가 있다.양호한 윤습을 보장하는 조건하에서 가능한 한 환류의 최고치 온도를 낮추다.
