PCB Блог - Производство печатных плат FR4 подверглось высокой температуре

1. Моделирование обратной сварки

Как правило, процесс сборки PCBA вниз по течению имеет около пяти видов опыта нагрева, а именно:

(1) Паста и клей печатаются на передней части и свариваются горячим воздухом.

(2) Переверните обратную сторону и сварите пасту обратно.

(3) Компоненты штифта должны быть сварены волнообразной формой.

(4) Можно выполнить 1 - 2 переделки и допварки.

Поэтому большинство производителей компонентов требуют, чтобы пустые пластины производителей пластин fr4 также имитировали обратный поток более пяти раз в соответствии с определенной кривой обратного потока в качестве эталонного критерия их способности выдерживать сильное тепло. На самом деле, даже если многослойная пластина заготовки может пройти пять испытаний, имитирующих сварку на обратной стороне, трудно гарантировать безопасность сборщика при сварке на обратной стороне, и при фактической установке все равно будет определенная скорость взрыва. Основной причиной является дополнительное напряжение компонентов на панели.

Плата fr4

Верхний ветер в печи с подогревом обычно примерно на 50 - 60 в. выше, чем в плите. Целью попутного ветра является поддержание базового тепла плиты без необходимости поддерживать такое же тепло, как и при встречном ветре, чтобы избежать ненужных потерь энергии и разрушения плиты. Кроме того, при вторичной сварке на обратной стороне можно уменьшить вероятность сильного теплового повреждения сварщика первой стороны и падения деталей. Тем не менее, эти тепловые различия между верхними и нижними пластинами неизбежно приведут к разнице в тепловом расширении с обеих сторон пластины fr4, а также к небольшому выпуклости дуги пластины во время сварки на обратной стороне, что приведет к напряжению на растяжение между компактным компонентом и fr 4 pcb. В частности, огромное количество тепла, получаемое за счет интегрированной температуры и времени обратного потока, не только намного превышает Тг пластины, но и превращает пластину из стеклянного состояния ниже Тг Isla± - 1 в состояние мягкого каучука выше Тг Islas ± - 2. На этом этапе, как только появляется большое количество локальных напряжений, это может привести к пузырю и разрыву толстой многослойной поверхности.

2. Слабость колена из стальной резины

Когда на панели установлено несколько больших передних боковых опор BGA или QFN, скорость теплового расширения (CTE) чипа внутри пластины составляет всего 3 - 4 ppm / а, что заставит оси X и Y достигать скорости теплового расширения 15 ppm / а. Во время сварки на обратной стороне несущая пластина должна быть вытянута вверх и деформирована. Свернутые вверх несущие пластины и нисходящие изгибы материнских плат fr4 pcb неизбежно повреждают точки сварки и растягивающие пластины, если они тянутся друг к другу. Пластина имеет неписаный принцип нагрева, который заключается в том, что при повышении температуры на 10 Вт смола удваивает энергию реакции и максимизирует объем и массу во время теплового возврата. Степень нагрева также намного выше, чем степень нагрева различных компонентов на панели. На самом деле, пластина FR - 4 ниже, чем Tg Island. В стеклянном состоянии CTE оси Z достигает 55 - 60 ppm / а, что намного выше 14 - 15 pm / а оси X и Y

Стекловолокнистая ткань в направлении зажима. Однажды на острове. В резиновом состоянии CTE его оси Z выше 250pm / а любое местное неравномерное напряжение на поверхности пластины может привести к вспениванию или разрыву внешнего слоя.

3. Местонахождение и причины взрывоопасных пластин

(1) Большая площадь внутренней поверхности меди

Поскольку коэффициент теплового расширения меди (CTE) (CTE всего 17 пм / а) и направление смолы Z слишком далеко, большая площадь поверхности меди может легко взорваться при ярком свете (интеграл температуры и времени). Решение заключается в том, чтобы преднамеренно разместить несколько нефункциональных сквозных отверстий в виде заклепок в большой медной области, что не только помогает рассеивать тепло, но и уменьшает взрывоопасные катастрофы многослойных толстых пластин. Однако проблема впереди заключается в том, что качество меди в отверстии PTH должно быть достаточно хорошим, а ее удлинение должно контролироваться более чем на 20%, чтобы иметь смысл. На самом деле, из - за огромного прогресса в современном процессе медного покрытия, отличные поставщики жидкостей имеют удлинение покрытия более чем на 30%, что не сложно. В настоящее время последние переговоры между производителями задней панели и клиентами, расположенными ниже по течению, предварительно составляют 18% в качестве нижнего предела производственного процесса. В будущем, под давлением преобладающей безсвинцовой сварки, рано или поздно он поднимется до 20% минимальной спецификации. Тем не менее, есть еще много поставщиков процессов медного покрытия второй и третьей линии, качество которых значительно отстает от текущих требований толстой пластины на 18% или даже ниже, чем обычные многослойные 15%. Конечно, управление медными баками на месте и проверка качества меди в отверстии fr4 pcb также не могут быть неряшливыми, чтобы уменьшить расширение и растрескивание пластины в неэтилированном обратном потоке. В случае большой площади поверхности меди, если произошел взрыв пластины, многие люди интуитивно реагируют на внутреннюю черно - коричневую пленку хуже и недостаточно сцепления. Однако, когда микронарезка сделана красиво, а трещина была заполнена клеем дважды и дополнительно измельчена в трещине, становится ясно, вызвана ли трещина темным слоем медной фольги. Нет необходимости терять время.

(2) Плотные зоны сквозных отверстий

Например, если шаровая прокладка не блокируется перед сваркой на обратной стороне и многие плотные сквозные отверстия, соединенные с большим внутренним слоем нижней части брюшной полости BGA, то большое количество тепловой энергии, поступающей из - под ветра, попадает в воздух, что приводит к увеличению тепла от верхней и нижней частей и затрудняет рассеивание. Конечно, во время двойного страдания может быть легко вызван локальный взрыв пластины, и даже точка сварки шаровой ноги может перегреться. Кроме того, при повторной сварке пластины при опрокидывании может также произойти переплавка или снижение прочности предыдущей точки сварки. Для многоштыревых разъемов, будь то традиционная сварка с пиком волны или сварка с обратной стороны пасты PIH, это создает дополнительные напряжения, которые могут легко лопнуть, что также является очень сложной проблемой. Однако, когда готовые пластины хотят закрыть эти отверстия зеленой краской, чтобы изолировать горячий воздух, можно сказать, что проект был сложным и трудным, и никто не может быть уверен, что он полностью заполнен без дефектов. Для тех, кто использует специальные смолы хорошего качества в качестве наполнителя, это слишком дорого для обычных производителей плат. При обработке влажной поверхности последующей сварной прокладки с непроницаемыми отверстиями трудно предотвратить проникновение жидкости. Даже во время распыления олова оловянный шлак может быть втиснут в него, создавая скрытую опасность. Любой дефект в процессе fr4 pcb может привести к последующему смертельному повреждению. Что касается многоштыревой зоны вставки разъема, то, хотя она также является пористой и плотной областью отверстий, поскольку тайский полуорганизм использует одностороннюю короткую и интенсивную пиковую сварку или селективную сварку (интенсивное время нагрева составляет всего 4 - 5 секунд), его катастрофа и боль намного меньше, чем страх перед возвратом горячего воздуха, который « длится 90 секунд выше точки плавления». Кроме того, скрипты деталей также могут помочь поглощать и рассеивать тепло, поэтому они также могут снизить вероятность взрыва пластины.

(3) Внешние локальные пузырьки

Многоуровневые пластины вышли из традиционного одноразового прессования. Независимо от того, используется ли прокатка бетона или тонкопленочного ламинирования или постепенное подавление без HDI многослойной пластины высокого порядка, скорость нагрева и тепло наружного слоя сварки на обратной стороне должны быть намного выше, чем у внутренней пластины. Таким образом, как только задняя сварочная печь сборщика вниз по течению не является идеальной или ее задняя сварная кривая продолжает старую, ненадлежащую практику свинца, и даже ничего не известно о новых концепциях неэтилированной обратной сварки, таких как медленный нагрев, длительное время поглощения тепла и плоская пиковая температура, Из - за невежества сборщиков он неизбежно станет значительным количеством неправильных взрывных устройств. Как правило, производители листов fr4 не очень хорошо понимают принцип сварки на обратной стороне вниз по течению, в то время как сборочная промышленность, как правило, мало знает о страхе сварки на задней стороне без свинца и всегда была на позиции покупателя с жесткой позицией. В случае взрыва пластины ответственность должна быть возложена на завод fr4 pcb. Таким образом, сцена без ошибок и ошибок в компенсации за вырубку земли продолжается! Большинство из этих локальных внешних волдырей расположены вблизи больших BGA или QFN, особенно низких и безногих QFN, которые наиболее подвержены проблемам. Что касается внутреннего кольца с погребенным отверстием PTH, то, прежде чем внешний слой был подавлен, он был хорошо обработан черным окислением? Даже если это уже сделано, но площадь кольца отверстия слишком мала, а сцепления недостаточно, может ли он успешно прорваться? Это тоже проблема. Другие области плотного прохода, такие как края и углы пластины, также являются областями высокого риска, и вероятность возникновения проблем при чрезмерном нагревании невелика.

(4) Множественные температуры приводят к взрывам на нескольких плитах

Безсвинцовая сварка fr4 pcb будет продолжать свою прежнюю практику, главным образом путем обратного потока с помощью двухсторонней смазочной пасты SMT, а также с помощью передачи волн или частичной выборочной сварки волн. Если поверхность сварочного диска fr4 pcb обрабатывается без распыления свинца и олова, это означает еще одну сварку на пике волны. При 3 - 4 пытках высокой температурой многослойные пластины уже находятся в опасности. Как только пластина слишком долго помещается, что приводит к накоплению энергии напряжения или не выпекается после прессования, чтобы устранить напряжение, разница в CTE между компонентами пластины (стекловолокно, смола, медный слой) и другими компонентами будет постепенно проявляться и вызывать поведение высвобождения напряжения, или ситуация будет еще хуже, когда готовая пластина вдыхает воду; Как только у вас будет возможность расслабиться и испариться из - за высокой температуры, вы, конечно же, разоблачите свою природу и нанесете немедленный ущерб обязательности. На этом этапе, если соответствующая выпечка может быть выполнена до обратного потока, можно уменьшить возникновение разрыва пластины. Если после трех обычных сварок, описанных выше, появляется другое сильное тепло, например, дополнительная сварка путем обратной или волнообразной сварки или переварка путем замены активных компонентов, это может привести к взрыву пластины, и оператор не может быть небрежно обработан. Согласно многолетнему опыту работы на производственных линиях, повреждение многослойных пластин без свинца в обратном потоке примерно в 2 - 3 раза больше, чем при сварке на безсвинцовых волнах. Поэтому при обнаружении некоторых дефектов локальной сварки следует по возможности использовать ручную сварку, чтобы заменить обратную и волновую сварку, которая первоначально была перезапущена большим движением на fr4 pcb.