Berita PCB - Analisis apa sebab yang mempengaruhi deformasi papan litar PCB? ​

Pendeformasi papan PCB perlu dipelajari dari beberapa aspek seperti bahan, struktur, distribusi corak, proses pemprosesan, dll. Artikel ini akan menganalisis dan menjelaskan sebab-sebab dan kaedah peningkatan yang mungkin berlaku.

Kawasan permukaan tembaga yang tidak bersamaan di papan sirkuit akan memperburuk bengkok dan warping papan.

Secara umum, kawasan besar foil tembaga dirancang pada papan sirkuit untuk tujuan mendarat. Kadang-kadang ada juga kawasan besar foil tembaga yang direka pada lapisan Vcc. Apabila foil tembaga kawasan besar ini tidak boleh disebarkan secara bersamaan pada papan sirkuit yang sama Apabila ia dipasang, ia akan menyebabkan penyorban panas dan penyebaran panas yang tidak bersamaan. Tentu saja, papan sirkuit juga akan berkembang dan berkontrak. Jika pengembangan dan kontraksi tidak boleh dilakukan pada masa yang sama, ia akan menyebabkan tekanan dan deformasi yang berbeza. Pada masa ini, jika suhu papan telah mencapai pada had atas nilai Tg, papan akan mula lembut, menyebabkan deformasi kekal.

Titik sambungan (vias, vias) setiap lapisan pada papan sirkuit akan hadapi pengembangan dan kontraksi papan

Papan sirkuit hari ini kebanyakan papan berbilang lapisan, dan terdapat titik sambungan seperti rivet (vias) antara lapisan. Titik sambungan dibahagi melalui lubang, lubang buta dan lubang terkubur. Di mana ada titik sambungan, papan akan diharamkan. Kesan pengembangan dan kontraksi juga secara tidak langsung akan menyebabkan pelukisan plat dan pelukisan plat.

Keberatan papan sirkuit sendiri akan menyebabkan papan mengganggu dan mengacaukan

Secara umum, kilang reflow menggunakan rantai untuk memandu papan litar ke hadapan dalam kilang reflow, iaitu, dua sisi papan digunakan sebagai fulcrum untuk menyokong seluruh papan. Jika ada bahagian berat di papan, atau saiz papan terlalu besar, ia akan menunjukkan depresi di tengah disebabkan jumlah benih, menyebabkan piring membengkuk.

Kedalaman V-Cut dan garis sambungan akan mempengaruhi deformasi jigsaw

Pada dasarnya, V-Cut adalah pelakunya yang menghancurkan struktur papan, kerana V-Cut memotong tumbuh dalam lembaran besar asal, jadi V-Cut cenderung untuk deformasi.

2.1 Analisi pengaruh bahan tekanan, struktur dan grafik pada deformasi plat

Papan PCB terbentuk dengan menekan papan inti, prepreg dan foil tembaga luar. Papan utama dan foil tembaga terganggu oleh panas apabila mereka ditekan bersama-sama. Jumlah deformasi bergantung pada koeficien pengembangan panas (CTE) kedua-dua bahan.

Koeficien pengembangan panas (CTE) dari foil tembaga adalah kira-kira

Arah Z CTE bagi substrat FR-4 biasa di titik Tg ialah;

Di atas titik TG adalah (250~350)X10-6, dan arah X CTE biasanya sama dengan foil tembaga disebabkan kehadiran kain kaca.

Nota pada titik TG:

Apabila suhu papan cetak Tg tinggi naik ke kawasan tertentu, substrat akan berubah dari "keadaan kaca" ke "keadaan karet". Suhu pada masa ini dipanggil suhu transisi kaca (Tg) papan. Maksudnya, Tg ialah suhu tertinggi (°C) di mana bahan asas menyimpan ketat. Maksud say a, bahan-bahan substrat PCB biasa tidak hanya menghasilkan lembut, deformasi, mencair dan fenomena lain pada suhu tinggi, tetapi juga menunjukkan penurunan yang tajam dalam ciri-ciri mekanik dan elektrik.

Secara umum, Tg papan berada di atas 130 darjah, Tg tinggi secara umum lebih besar dari 170 darjah, dan Tg tengah adalah kira-kira lebih besar dari 150 darjah.

Biasanya papan cetak PCB dengan Tg â¥170 darjah Celsius dipanggil papan cetak Tg tinggi.

Sebagaimana Tg substrat meningkat, resistensi panas, resistensi basah, resistensi kimia, stabiliti dan ciri-ciri lain papan cetak akan meningkat dan meningkat. Semakin tinggi nilai TG, semakin baik kekebalan suhu papan. Terutama dalam proses bebas lead, aplikasi Tg tinggi lebih umum.

Tg Tinggi merujuk kepada tahan panas tinggi. Dengan pembangunan cepat industri elektronik, terutama produk elektronik yang diwakili oleh komputer, pembangunan fungsi tinggi dan pelbagai lapisan tinggi memerlukan perlahan panas yang lebih tinggi bahan substrat PCB sebagai jaminan penting. Kemunculan dan pembangunan teknologi pegang densiti tinggi yang diwakili oleh SMT dan CMT telah membuat PCB semakin tidak terpisah dari sokongan tahan panas tinggi substrat dalam terma terbuka kecil, kawat halus, dan penapisan.

Oleh itu, perbezaan antara FR-4 umum dan Tg FR-4 tinggi ialah kekuatan mekanik, kestabilan dimensi, penyembusan air, dan penyembusan panas bahan dalam keadaan panas, terutama apabila dipanas selepas penyembusan basah. Terdapat perbezaan dalam berbagai keadaan seperti pengembangan panas, dan produk Tg tinggi jelas lebih baik daripada bahan substrat PCB biasa.

Di antara mereka, pengembangan papan inti dengan corak lapisan dalaman berbeza kerana perbezaan antara distribusi corak dan tebal papan inti atau ciri-ciri bahan. Apabila distribusi corak berbeza dari tebal papan utama atau ciri-ciri bahan, ia akan berbeza. Akan terganggu. Apabila struktur laminat PCB mempunyai distribusi corak yang tidak simetri atau tidak sama, CTE papan utama berbeza akan berbeza dengan besar, menghasilkan deformasi semasa proses laminasi. Mekanisme deformasi boleh dijelaskan oleh prinsip berikut.

Anggap ada dua papan utama dengan perbezaan besar dalam CTE yang ditekan bersama-sama oleh prepreg, di mana CTE papan utama A adalah 1. 5x10- 5 darjah Celsius, dan panjang papan utama adalah kedua- dua 1000 mm. Dalam proses menekan, prepreg, yang digunakan sebagai helaian ikatan, akan ikat dua papan utama bersama- sama melalui tiga tahap lembut, - mengalir dan mengisi grafik, dan menyembuhkan.

Lengkung penyekapan dinamik resin FR-4 biasa pada kadar pemanasan yang berbeza. Secara umum, bahan mula mengalir dari sekitar 90°C dan saling-pautan dan penyembuhan apabila ia mencapai di atas titik TG. Prereg berada dalam keadaan bebas sebelum menyembuhkan. Pada masa ini, inti Plat dan foil tembaga berada dalam keadaan pengembangan bebas selepas dipanas, dan deformasi mereka boleh diperoleh oleh CTE dan perubahan suhu mereka.

Simulasikan keadaan tekanan, suhu meningkat dari 30°C ke 180°C,

Pada masa ini, deformasi kedua-dua plat inti adalah berdasarkan

△LA=(180 darjah Celsius~30 darjah Celsius)x1.5x10-5m/ darjah CelsiusX1000mm=2.25mm

X2. 5X10- 5M/ darjah CelsiusX1000mm=3. 75mm

Pada masa ini, kerana setengah-sembuh masih dalam keadaan bebas, dua piring inti panjang dan pendek, tidak mengganggu satu sama lain, dan belum terganggu.

Semasa menekan, ia akan disimpan pada suhu tinggi selama beberapa masa sehingga setengah sembuh sepenuhnya sembuh. Pada masa ini, resin menjadi keadaan sembuh dan tidak boleh mengalir secara bebas. Dua piring utama bergabung. Apabila suhu turun, jika tidak ada ikatan resin antarlapisan, inti Papan akan kembali ke panjang asal tanpa deformasi, tetapi sebenarnya, dua papan inti telah diikat oleh resin sembuh pada suhu tinggi dan tidak boleh berkurang pada kehendak semasa proses pendinginan. Papan inti A sepatutnya berkurang dengan 3.75 mm. Apabila pengurangan lebih besar daripada 2.25 mm, ia akan dihalangi oleh papan inti A. Untuk mencapai keseimbangan kekuatan antara dua papan utama, papan utama B tidak boleh berkurang kepada 3.75 mm, dan papan utama A berkurang lebih dari 2.25 mm, sehingga seluruh papan ditujukan ke inti B arah papan adalah terganggu.

Menurut analisis di atas, boleh dilihat sama ada struktur laminasi dan jenis materi papan PCB telah disebarkan secara serentak, yang secara langsung mempengaruhi perbezaan CTE antara papan utama berbeza dan foli tembaga. Perbezaan dalam pengembangan dan kontraksi semasa proses laminasi akan melewati filem kuat prepreg. Proses disimpan dan deformasi papan PCB akhirnya dibentuk.

2.2 Deformasi disebabkan semasa pemprosesan PCB

Alasan untuk deformasi pemprosesan papan PCB sangat rumit dan boleh dibahagi menjadi dua jenis tekanan: tekanan panas dan tekanan mekanik. Di antara mereka, tekanan panas terutama dijana semasa proses tekanan, dan tekanan mekanik terutama dijana semasa tumpukan, mengendalikan dan memasak piring. Berikut adalah perbincangan singkat dalam urutan proses.

Laminat lapisan tembaga yang masuk: Laminat lapisan tembaga adalah semua dua sisi, dengan struktur simetrik dan tiada grafik. CTE dari foil tembaga dan kain kaca hampir sama, jadi hampir tiada deformasi disebabkan oleh perbezaan CTE semasa proses tekanan. Namun, saiz tekanan laminat lapisan tembaga besar, dan perbezaan suhu di kawasan-kawasan yang berbeza plat panas akan menyebabkan perbezaan kecil dalam kelajuan penyembuhan resin dan darjah di kawasan-kawasan yang berbeza semasa proses tekanan. Pada masa yang sama, viskositi dinamik pada kadar pemanasan yang berbeza juga agak berbeza, jadi ia juga akan menghasilkan tekanan setempat disebabkan perbezaan dalam proses penyembuhan. Secara umum, tekanan semacam ini akan menyimpan keseimbangan selepas menekan, tetapi akan secara perlahan-lahan melepaskan dan membentuk semasa pemprosesan masa depan.

Tekan: Proses tekan PCB adalah proses utama yang menghasilkan tekanan panas. Deformasi disebabkan bahan atau struktur berbeza dipaparkan dalam analisis dalam seksyen terdahulu. Sama seperti tekanan laminat lapisan tembaga, tekanan setempat disebabkan oleh perbezaan dalam proses penyembuhan juga akan berlaku. Papan PCB mempunyai tekanan panas lebih daripada laminat lapisan tembaga disebabkan tebal lebih tebal, distribusi corak berbeza, dan lebih prepreg. Tekanan dalam papan PCB dilepaskan semasa pengeboran, bentuk, atau proses pengegaran kemudian, menyebabkan papan mengacau.

Proses bakar topeng tentera, aksara, dll.: Oleh kerana tinta topeng tentera tidak boleh dikumpulkan di atas satu sama lain apabila ia disembuhkan, papan PCB akan ditempatkan dalam rak untuk menyembuhkan. Suhu topeng solder adalah kira-kira 150°C, yang hanya melebihi titik Tg bahan-bahan tengah dan rendah Tg, Tg resin di atas titik adalah sangat elastik, dan piring mudah disebabkan tindakan berat badannya sendiri atau angin kuat oven.

Penarasan tentera udara panas: Suhu oven tin ialah 225 darjah Celsius~265 darjah Celsius, dan masa ialah 3S-6S apabila tentera udara panas papan biasa ditetapkan. Suhu udara panas 280 darjah Celsius~300 darjah Celsius. Apabila solder ditetapkan, papan ditempatkan ke dalam kilang tin dari suhu bilik, dan cuci air selepas perawatan pada suhu bilik akan dilakukan dalam dua minit selepas keluar dari kilang. Seluruh proses penerbangan tentera udara panas adalah proses pemanasan dan sejuk tiba-tiba. Kerana bahan-bahan yang berbeza dari papan sirkuit dan struktur yang tidak sama, tekanan panas akan jelas muncul semasa proses pendinginan dan pemanasan, yang membawa kepada tekanan mikroskopik dan keseluruhan deformasi dan kawasan warping.

Penyimpanan: Penyimpanan papan PCB pada tahap produk semi-selesai biasanya disisipkan dengan kuat di rak, dan ketat rak tidak disesuaikan dengan betul, atau tumpukan papan semasa proses penyimpanan akan menyebabkan deformasi mekanik papan. Terutama untuk plat tipis di bawah 2.0 mm, kesan lebih serius.

Selain faktor di atas, terdapat banyak faktor yang mempengaruhi deformasi PCB.