Teknik PCB - Analisis dan peningkatan plat letupan dalam papan PCB penyeludupan ulang

Mula-muka, dalam analisis penywelding balik papan PCB dan peningkatan plat letupan

Dengan pembangunan produk elektronik dalam arah multi-fungsi, densiti tinggi, miniaturisasi, dan tiga-dimensi Semakin banyak, perlukan penyebaran panas semakin penting. Pada masa yang sama, tekanan panas dan warping disebabkan oleh CTE berbeza banyak bahan membuat risiko kegagalan pengumpulan meningkat, dan kemungkinan kegagalan awal produk elektronik juga akan meningkat. Datang lebih besar. Oleh itu, kepercayaan tentera PCB telah menjadi semakin penting. Berikut memperkenalkan fenomena kegagalan plat dalam penywelding kembali dan kaedah peningkatannya untuk rujukan anda.

1. Fenomen letupan plat dalam penywelding kembali

1.1 Definisi papan letupan Definisi: Dalam proses penyelamatan balik (terutama aplikasi bebas lead), fenomena pemisahan yang berlaku antara lapisan PP dan lapisan sekunder (L2) foil tembaga permukaan coklat HDI PCB berbilang lapisan semasa pemampatan kedua, kita takrifkannya sebagai papan letupan. Dari analisis potongan-potongan, lokasi letupan papan berlaku di kawasan yang sangat dikubur dari 1-2 lapisan; tiada debris atau abnormaliti lain ditemui; potongan-potongan menunjukkan bahawa papan meletup dengan sangat ganas, dan beberapa sirkuit lapisan kedua telah ditarik terpisah.

1.2 Faktor yang mempengaruhi letupan papan

Sumber bentuk bahan volatil adalah syarat yang diperlukan untuk letupan.

1. Masalah penyorban kemegahan Berikut menunjukkan bahawa wujud air di papan PCB, cara penyebaran paru air dan perubahan tekanan paru air dengan suhu, untuk menunjukkan bahawa wujud paru air adalah penyebab utama letupan PCB. Kebasahan dalam PCB terutama wujud dalam molekul resin, serta cacat makro-fizik (seperti kosong, retak-mikro) di dalam papan PCB. Kadar penyorban air dan penyorban air keseimbangan resin epoksi terutamanya ditentukan oleh volum bebas dan konsentrasi kumpulan kutub. Semakin besar volum bebas, semakin cepat kadar penyorban air awal, dan kumpulan kutub mempunyai afini untuk air, yang merupakan sebab utama mengapa resin epoksi mempunyai penyorban air yang lebih tinggi. Semakin besar kandungan kumpulan kutub, semakin besar penyorban air keseimbangan. Secara ringkasan, kadar penyorban air awal resin epoksi ditentukan oleh volum bebas, sementara penyorban air keseimbangan ditentukan oleh kandungan kumpulan kutub. Di satu sisi, suhu papan PCB meningkat semasa penyelamatan balik bebas lead, yang menyebabkan air dalam volum bebas dan kumpulan kutub membentuk ikatan hidrogen, yang boleh mendapatkan tenaga yang cukup untuk menyebar dalam resin. Air tersebar keluar dan berkumpul dalam kosong atau microcracks, dan pecahan volum molar air dalam kosong meningkat.

Di sisi lain, semasa suhu penywelding meningkat, tekanan paru ketepuan air juga meningkat. Tekanan paru ketepuan paru air pada 224°C ialah 2500kPa; tekanan paru ketepuan paru air pada 250°C ialah 4000kPa; dan apabila suhu penywelding naik ke 260°C, tekanan paru ketepuan paru air bahkan mencapai 5000kPa. Apabila kekuatan ikatan antara lapisan bahan lebih rendah daripada tekanan paru ketepuan yang dijana oleh paru air, bahan itu meletup. Oleh itu, penyorban kelembapan sebelum penyelamatan adalah salah satu sebab utama untuk pencegahan PCB dan letupan papan.

2. Kesan basah semasa penyimpanan dan produksi. PCB berbilang lapisan HDI adalah komponen sensitif basah, dan kehadiran air dalam PCB mempunyai kesan yang sangat penting pada prestasinya. Contohnya:(a) Kebasahan dalam persekitaran penyimpanan akan menyebabkan perubahan yang signifikan dalam ciri-ciri PP (prepreg); (b) Tanpa perlindungan, PP sangat mudah untuk menyerap kelembapan. Figur 1.3 menunjukkan penyorban kelembapan PP bila disimpan dalam keadaan 30%, 50%, dan 90% kelembapan relatif; hubungan antara masa penyimpanan dan kadar penyorban basah PP hubungan jelas, dengan laluan masa di bawah tempatan statik, kandungan basah papan PCB akan bertambah secara perlahan-lahan. Kadar penyorban air dari pakej vakum lebih tinggi daripada kadar penyorban air tiada pakej vakum, dan perbezaan kadar penyorban air dengan meningkat masa penyimpanan sementara. (c) Kemegahan terutamanya menembus antaramuka antara berbagai-bagai bahan dalam sistem resin, dan terdapat kesan air pada antaramuka.

3. Kecederaan penyorban kelembapan(a) meningkatkan kandungan kelembapan PP.(b) Kehadiran kelembapan dalam resin PP melemahkan sambungan salib antara molekul kelembapan, yang menyebabkan kekurangan kekuatan ikatan antara lapisan papan, dan resistensi kejutan panas papan melemahkan. Papan berbilang lapisan cenderung kepada titik putih, gelembung, dan pemisahan lapisan dalam minyak panas atau mandi askar dan aras udara panas. Huraian fenomena Daripada analisis potongan boleh dilihat bahawa kedudukan letupan plat adalah diantara pp tekanan sekunder dan permukaan kontak (permukaan coklat) foli tembaga. Copper adalah bahan bukan-kutub dalam keadaan metalik, begitu banyak lembaran mempunyai sangat sedikit melekat pada foli tembaga. Jika permukaan foli tembaga tidak dirawat, walaupun lembaran dengan prestasi yang baik digunakan, ia tidak akan mempunyai penutup dan resistensi panas yang cukup. Kaedah rawatan coklat awal pada permukaan foil tembaga adalah untuk membentuk oksid berwarna merah coklat (Cu2O) pada permukaan foil tembaga melalui rawatan kimia. Apabila ia terikat pada papan substrat laminasi resin, walaupun penyekatan meningkat pada suhu bilik, pengukuran berlaku dekat 200°C. Ini disebabkan fakta bahawa Cu2O tidak stabil untuk panas dan mengukir dari foil tembaga selepas panas. Pada tahun 1960-an, peneliti di Toshiba Corporation di Jepun menemukan bahawa selepas rawatan dengan penyelesaian kimia khusus, filem berwarna kulit hitam (CuO) yang terbentuk di permukaan foli tembaga mempunyai kristal yang lebih baik dan boleh memegang dengan tegas permukaan foli tembaga. Kestabilan juga sangat baik, ini adalah proses penghitungan biasa digunakan kemudian. Pada tengah-tengah tahun 1990-an, Eropah dan Amerika Syarikat menggunakan jenis baru proses coklat di mana corak konduktif dalaman papan berbilang lapisan baru telah dioksidasi secara kimia untuk menggantikan proses kegelapan tradisional, yang telah digunakan secara luas dalam industri.

2. Mekanisme untuk meningkatkan penyekapan coklatThe new browning process, its chemical reaction mechanism is: 2Cu + H2SO4 + H2O2 + nR1 + nR2 - CuSO4 + 2H2O + Cu(R1 + R2)In the browning tank, due to the micro- etching effect of H2O2, the surface of the substrate copper is formed with uneven microstructures, so the bonding area equivalent to 6- 7 times the untreated smooth copper surface can be obtained. Pada masa yang sama, lapisan tipis filem logam organik yang secara kimia terikat ke permukaan substrat tembaga didepositkan pada substrat tembaga, dan imej SEM permukaan tembaga substrat adalah coklat. Dan selepas melekat masuk ke bahagian kongkav-konveks, ia juga meningkatkan kesan kegiatan mekanik.

3. Faktor yang mempengaruhi kesan coklatThe quality and effect of browning depend on the refinement of the process parameters control, such as:(a) Choose a drink with advanced formula:The browning layer with Atotech drink has a large roughness, and the binding force of the browning layer can withstand 12 times of lead-free reflow temperature without breaking the board. (b) Kuatkan pemantauan komposisi cair mandi semasa proses produksi. (c) Ketebalan filem Browning (atau oksid tembaga hitam): Film Browning (atau oksid tembaga hitam) dan kekuatan ikatan PP, resistensi asid dan alkali, resistensi corona dan resistensi suhu tinggi berkaitan dengan struktur dan tebal filem . Tetapi bukan bahawa semakin tebal kekuatan ikatan, semakin tinggi. (d) Lapisan coklat terkontaminasi dan ralat proses: Dalam kualiti plat retak, mengukir bahagian di mana plat retak berlaku, dan ia ditemui bahawa lapisan coklat telah terkontaminasi, dan resin telah sepenuhnya dipisahkan dari lapisan coklat terkontaminasi. Lapisan coklat bahagian yang terkontaminasi dan helaian pp gagal berhubung secara efektif selepas laminasi, dan papan PCB dibolehkan dalam kumpulan SMT berikutnya. Selepas penyelidikan, bahan Tg tinggi telah salah digunakan untuk menekan dan menguatkan bahan umum, yang juga merupakan salah satu alasan untuk ikatan yang buruk antara foli tembaga luar dan sheet pp.

Pemilihan suhu reflow tidak sesuai adalah faktor predisposisi untuk letupan plat1. Kesan penyebab suhu pada letupan plat. Melalui analisis keadaan yang cukup dan diperlukan untuk corak letupan plat, ia boleh diketahui bahawa mereka semua fungsi suhu. Jumlah materi volatil dalam papan pelbagai lapisan dan tekanan pengembangan meningkat dengan meningkat suhu tentera reflow, sementara pegangan antara lapisan coklat dan PP menurun dengan meningkat suhu. Jelas, syarat yang cukup dan diperlukan untuk papan letupan tersembunyi mesti disebabkan oleh faktor suhu. Optimisasi lengkung suhu penywelding reflow berdasarkan analisis komprensif ciri-ciri produk khusus adalah berkesan dalam menekan

Kejadian plat meletup.2. Bagaimana cara untuk optimoptimoptim susususususususususususususususususususumenumenumenumenumenuberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkberkmengandungi kelembapan. Digabungkan dengan meningkat suhu, kebanyakan laminat yang biasa digunakan (papan PCB berbilang lapisan HDI) akan mempunyai julat besar delamination."(b) Penyesuaian kumpulan elektronik Amerika JSHwang juga mempunyai keterangan ini dalam buku "Material dan proses penyelamatan dalam pembuatan kumpulan elektronik" :"Mengingat bahawa suhu titik cair bahan-bahan bebas lead yang wujud adalah lebih tinggi daripada suhu SnPb bahan-bahan eutektik titik cair (183 darjah Celsius), untuk mengurangi suhu soldering reflow ke darjah tertentu, lengkung distribusi suhu soldering reflow yang sesuai adalah khususnya penting. Dia juga menunjukkan: Menurut syarat produksi semasa, seperti penghasil SMT yang wujud dan as as fasilitas termasuk ciri-ciri suhu komponen dan PCB, dll. Suhu puncak penegak balik bebas lead sepatutnya disimpan pada 235°C. Selepas analisis yang meliputi, dalam penyelamatan balik bebas lead bagi papan PCB berbilang lapisan HDI, apabila tentera SnAgCu digunakan Apabila menyatukan, suhu puncak disarankan untuk ditetapkan pada 235°C, tidak melebihi 245°C. Latihan menunjukkan bahawa selepas mengambil tindakan ini, kesan penghalang pada piring meletup sangat jelas.

"Kecelakaan melarikan diri dari bahan volatil adalah faktor yang berkontribusi kepada kegagalan papan PCB Dari analisis potongan, hampir semua lokasi plat letupan berlaku di bahagian yang ditutup dengan kawasan besar foil tembaga di atas lubang terkubur. Perbuatan rancangan ini memang bermasalah, terutama dalam aspek-aspek berikut: ♵ Intensifikasikan ketidakpersamaan distribusi suhu permukaan semasa penywelding kembali; "Ia tidak menyebabkan menghapuskan tekanan panas dalam proses penywelding, dan ia mudah untuk membentuk konsentrasi tekanan, yang mengintensifikasi pemisahan antara lapisan dalaman HDI PCB berbilang lapisan. Jelas sekali, rancangan grafik yang tidak masuk akal bagi produk papan HDI berbilang lapisan telah berkontribusi kepada kejadian letupan papan dalam proses pembuatan bebas lead.1.3 Mekanisme letupan papan

"Mekanisme letupan plat Menurut analisis di atas dan ringkasan fenomena letupan plat, kita boleh mempelajari dan analisis proses fizikal letupan plat menurut model fizikal berikut.1." Apabila suhu persekitaran kerja tidak terlalu tinggi, ikatan antara papan berbilang lapisan L1-L2 adalah baik.2. Sebagaimana proses pemanasan berkembang, bahan volatile (termasuk basah) dalam lubang terkubur dan lapisan dalaman terus-menerus dibuang.3. Gas volatil yang kelelahan berkumpul antara lubang terkubur dan PP (lembaran ikatan).4. Semasa suhu terus naik, semakin banyak gas berkumpul di dekat lubang terkubur, membentuk tekanan pengembangan yang besar, yang membuat permukaan coklat L2 dan PP menerima kekuatan pengembangan yang memisahkan mereka.5. Apabila tekanan pengembangan akhir kurang daripada kekuatan penyerapan antara permukaan coklat dan PP (fF), pemisahan berlaku antara permukaan coklat dan PP sepanjang L2, seperti yang dipaparkan dalam Figur 1.14 Fenomen pengembangan dan stratifikasi yang jelas ini. Sementara PCB dipanas, sebahagian volum bebas air boleh hilang melalui substrat PCB mikroporous, dengan itu mengurangi pecahan volum molar air yang boleh berkumpul dalam kosong atau mikroretak, yang menyebabkan kegagalan PCB. Perbaiki. Bagaimanapun, jika permukaan PCB ditutup oleh kawasan besar corak foli tembaga, apabila PCB dipanas, permukaan foli tembaga besar di atas lubang terkubur blok paru air yang melarikan diri selepas pemanasan, yang akan meningkatkan tekanan paru air di dalam retak mikro, menyebabkan kemungkinan untuk memecahkan papan meningkat jauh.1.4 Tindakan untuk mencegah letupan papan 'syarat diperlukan untuk menghapuskan letupan papan Kebasahan di udara mudah dikumpulkan pada PP dan menjadi air yang diserbu. Untuk menjaga prestasi asal PP tidak berubah, syarat penyimpanan yang lebih sesuai adalah: suhu (10-20) ) darjah Celsius, kelembapan <50%RH (disimpan dalam vakum). Menurut laporan, lembaran melekat disimpan di 5°C selama sebulan atau lonhttps://www.ipcb.com/pcb-board.html - ger tidak dapat menghasilkan papan pelbagai lapisan berkualiti tinggi, jadi pendinginan tidak disarankan. Kawal secara ketat keadaan penyimpanan gudang produk papan PCB, terutama dalam cuaca hujan, meningkatkan kuasa penyembusan untuk mengawal kemaluan dalam gudang; meningkatkan pakej produk PCB yang digunakan dalam proses bebas lead, dan gunakan pakej filem vakum + aluminum untuk memastikan masa penyimpanan dan kering; mencari bahan-bahan baru dengan tahan panas yang baik dan penyorban kelembapan rendah.

Cukup syarat untuk menekan kejadian letupan papan: optimasi kualiti proses "coklat" dan meningkatkan sambungan antara lapisan dalaman PCB; memilih ramuan coklat berkualiti tinggi; menguatkan pengawasan kualiti bahan-bahan mentah, seperti kandungan resin bahan-bahan PP (RC%), masa gel-resin (GT), cairan resin (RF%), kandungan volatil (VC%) dan indikator-indikator kunci lain. Untuk memastikan keseluruhan dan kadar penerbangan resin yang wujud dalam ruang serat yang diperintahkan, untuk memastikan bahan substrat yang terbentuk mempunyai penyorban air rendah, ciri-ciri dielektrik yang lebih baik, penyelesaian antar lapisan yang baik dan kestabilan dimensi.

¶ Improve the air permeability of the large copper foil surface. Menurut analisis di atas ciri-ciri lokasi letupan plat dan mekanisme letupan plat. Jelas sekali, apabila permukaan PCB mempunyai kawasan besar rancangan lapisan foil tembaga, ia akan menyebabkan vapor air dalaman tidak dapat melepaskan, jadi perlu membuka tetingkap ke kawasan yang ditutup oleh permukaan tembaga besar di permukaan untuk meningkatkan fenomena letupan papan PCB. Dalam keadaan untuk memastikan basah yang baik, mengurangkan suhu puncak reflow sebanyak yang mungkin.