Teknik PCB - Ujian siklus panas bagi reflow bebas lead papan sirkuit PCB

1. Tujuan eksperimen

Balik bebas lead papan sirkuit PCB akan menyebabkan plat meletup, dan dinding lubang tembaga yang dilapisi melalui lubang akan rosak. Alasan utama adalah tentu saja CTE plat pada paksi Z tidak peduli sama ada ia α1 (55 - 60ppm/ darjah Celsius) atau α2 (250ppm/ darjah Celsius) kadar pengembangan panas paksi Z (Z- CTE), kedua- dua jauh melebihi 17 ppm/ darjah Celsius dinding tembaga. Bahan plat di bawah Tg adalah kira-kira 3 kali daripada dinding tembaga, dan apabila Tg di atas ia akan ditarik sehingga 12-20 kali. Untuk mencegah lubang melalui papan pelbagai lapisan daripada rosak dan gagal semasa reflows berbilang, ujian suhu siklus (TCT) digunakan secara sengaja untuk cuba mencari tiga perkara, iaitu

(1) Apa kesan suhu puncak reflow pada piring dan melalui lubang?

(2) Berapa kali boleh dikembalikan?

(3) Bagaimana dengan kepercayaan bahan asas?

2. Produsi papan sirkuit PCB

Pembuat papan sirkuit PCB menggunakan semula empat jenis papan untuk menghasilkan sejumlah 880 kunci sambungan dan papan sirkuit PCB 8 lapisan dengan tebal 30mm. Ketebalan tembaga lubang sekitar 20 meter. Sebelum ujian TCT, pertama-tama simulasikan kembali memimpin dan bebas memimpin dengan suhu puncak 224 darjah Celsius dan 250 darjah Celsius berdasarkan itu, dan kemudian melakukan ujian suhu udara ke suhu suhu udara (TCT) untuk mengamati kepercayaan plat dan melalui lubang. Keadaan TCT ini adalah:

Suhu rendah 55 darjah Celsius selama 5 minit.

. 14 minit digunakan sebagai masa transisi untuk suhu tinggi naik. Alasan untuk sengaja memperpanjang adalah untuk membuat suhu dalam dan luar plat tebal berkumpul untuk mengurangi tekanan.

.Letakkannya pada suhu tinggi 125°C selama 5 minit.

.Transfer to low temperature in 14 minutes and complete one cycle

Selepas panjang masa pengembangan dan kontraksi panas terus menerus, kristal tembaga seperti dinding lubang tembaga dan cincin sambungan akan menjadi lebih longgar, sehingga perlawanan semasa ujian DC akan bertambah secara perlahan-lahan. Apabila nilai lawan diukur adalah Apabila ia melebihi 10% sebelum ujian, ia bermakna papan sirkuit PCB telah mencapai titik kegagalan. Kemudian analisis kegagalan mikroseksyen boleh dilakukan.

Ketiga, suhu puncak reflow mempunyai kesan pada kepercayaan lubang melalui

Apabila suhu puncak reflow ditarik, ia akan menyebabkan tekanan panas kuat pada piring dan dinding lubang tembaga. Oleh itu, sebelum melakukan ujian kepercayaan TCT pada plat dan melalui lubang, papan sirkuit PCB telah disimulasi reflow 2 hingga 6 kali untuk mengamati kesan reflow pada kepercayaan yang kemudian. Dalam proses ini, ia ditemukan bahawa apabila suhu puncak reflow meningkat dengan 25 darjah Celsius, bilangan siklus suhu sebelum kegagalan akan dikurangi dengan sebanyak 25%. Ia benar-benar membuat orang perlu berhati-hati tentang lengkung reflow, dan cuba untuk menghindari suhu puncak. Terlalu tinggi, untuk tidak menyebabkan banyak masalah.

Keempat, kesan bilangan PCB reflows pada kepercayaan lubang melalui

Malah, bukan sahaja suhu puncak reflow akan membawa tekanan yang kuat, tetapi setiap panas kuat reflow berbilang juga akan mengumpulkan tekanan di dinding lubang tembaga dan bahan asas. Bilangan ini akan menghilangkan kepercayaan. Oleh itu, penyiasat Jerman sengaja menguji papan sirkuit PCB dengan reflow bebas lead selama beberapa kali, dan kemudian melakukan ujian TCT berkaitan kepercayaan untuk memerhatikan korespondenci antara mereka.

Lima, perbincangan.

.Perbezaan di CTE antara foil tembaga atau dinding tembaga dan bahan asas akan menjadi penyebab langsung retak dan lubang patah selepas penyiksaan panas intens. Kebesaran bilangan kembali tentu saja akan memperpendek kehidupan lubang melalui.

.Ia ditemukan bahawa pelaku utama lubang patah PCB adalah suhu puncak reflow yang terlalu tinggi (misalnya, di atas 250°C). Faktor kedua yang mempengaruhi kepercayaan melalui lubang adalah bilangan reflows, dan pengaruh reflows pertama lebih besar daripada yang lain bilangan reflows berikutnya.

.Apabila panjang tembaga lubang adalah sangat baik (contohnya, 20z% redundansi atau lebih), kepercayaan perlawanan lubang melalui lubang kepada panas kuat secara alami akan baik, tetapi panjang akan bertambah teruk selepas banyak reflows.