Thông tin PCB - Sản xuất bảng mạch in fr4 gặp nhiệt độ cao

1. Hàn mặt sau mô phỏng

Thông thường, quá trình lắp ráp PCBA ở hạ lưu có khoảng năm trải nghiệm sưởi ấm, cụ thể là:

(1) dán hàn và pha chế được in trên mặt trước và hàn không khí nóng.

(2) Lật ngược lại, sau đó hàn dán lại.

(3) Các bộ phận pin phải được hàn bằng sóng.

(4) Có thể làm lại 1-2 lần và hàn lại.

Do đó, hầu hết các nhà sản xuất linh kiện yêu cầu các tấm trống của các nhà sản xuất tấm fr4 cũng mô phỏng hơn năm lần dòng chảy ngược theo một đường cong dòng chảy cụ thể, như một tiêu chuẩn tham khảo về việc liệu chúng có thể chịu được nhiệt mạnh hay không. Trên thực tế, ngay cả khi tấm nhiều lớp trống có thể vượt qua năm thử nghiệm mô phỏng hàn mặt sau, rất khó để đảm bảo sự an toàn của người lắp ráp trong hoạt động hàn mặt sau và vẫn sẽ có một tỷ lệ nổ nhất định trong cài đặt thực tế. Nguyên nhân chính là do căng thẳng bổ sung của các thành phần trên bảng.

tấm fr4

Gió ngược của lò hàn không khí nóng thường cao hơn khoảng 50-60â so với gió xuôi của tấm. Mục đích của gió xuôi là giữ nhiệt cơ bản của mảng và đơn giản là không cần phải giữ cùng nhiệt như gió ngược để tránh lãng phí năng lượng không cần thiết và phá hủy mảng. Ngoài ra, khi mặt sau được hàn lần thứ hai, nó cũng có thể làm giảm chấn thương nhiệt mạnh cho người hàn mặt thứ nhất và khả năng các bộ phận bị rơi. Tuy nhiên, những sự khác biệt về nhiệt này ở tấm trên và dưới chắc chắn sẽ dẫn đến sự khác biệt về giãn nở nhiệt ở cả hai bên của tấm fr4 và một hồ quang nhô lên nhẹ trên bề mặt tấm xảy ra trong quá trình hàn mặt sau, điều này sẽ dẫn đến căng thẳng kéo giữa các thành phần nhỏ gọn và fr 4 pcb. Đặc biệt, lượng nhiệt khổng lồ thu được thông qua nhiệt độ và thời gian hồi lưu tích hợp không chỉ vượt xa Tg của tấm, mà còn cho phép tấm chuyển từ trạng thái thủy tinh dưới Tg Isla ± 1 sang trạng thái cao su mềm trên Tg Isla ± 2. Tại thời điểm này, một khi một lượng lớn ứng suất cục bộ xảy ra, nó có thể gây phồng rộp và nổ trên bề mặt tấm nhiều lớp dày.

2. Đầu gối cao su thép tấm yếu

Tốc độ giãn nở nhiệt (CTE) của chip trong tấm chỉ là 3-4ppm/a khi tấm được trang bị một số miếng đệm phía trước BGA hoặc QFN lớn, điều này sẽ buộc tốc độ giãn nở nhiệt của trục X và Y lên đến 15ppm/a. Trong quá trình hàn mặt sau, tấm chịu lực phải được kéo lên và cong vênh. Sự cong vênh lên của các tấm mang này và uốn cong xuống của bo mạch chủ pcb fr4 chắc chắn sẽ làm hỏng các điểm hàn và các tấm mở rộng nếu chúng được kéo vào nhau. Tấm có một nguyên tắc sưởi ấm bất thành văn, đó là khi nhiệt độ tăng lên 10, nhựa sẽ tăng gấp đôi năng lượng phản ứng, và khối lượng và khối lượng lớn nhất trong quá trình hồi nhiệt. Mức độ sưởi ấm cũng cao hơn nhiều so với các thành phần khác nhau trên tấm. Trên thực tế, tấm FR-4 thấp hơn đảo Tg. Trong điều kiện thủy tinh, CTE của trục Z lên đến 55-60 ppm/a, cao hơn nhiều so với 14-15 pm/a của trục X và Y

Hướng kẹp vải sợi thủy tinh. Một lần trên đảo. Ở trạng thái cao su, CTE của trục Z của nó cao hơn 250pm/ã và bất kỳ ứng suất không đồng đều cục bộ nào trên bề mặt tấm có thể gây phồng rộp hoặc nổ lớp ngoài.

3. Vị trí và nguyên nhân của tấm nổ dễ dàng

(1) diện tích bề mặt lớn của lớp đồng bên trong

Do hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của đồng (CTE chỉ 17pm/ã) và hướng nhựa Z quá xa, diện tích bề mặt đồng lớn có thể dễ dàng phát nổ dưới ánh sáng mạnh (đề cập đến tích hợp nhiệt độ và thời gian). Giải pháp là cố tình bố trí một số lỗ thông qua không chức năng làm đinh tán trên các khu vực đồng lớn, không chỉ giúp tản nhiệt mà còn giảm thảm họa nổ của các tấm dày nhiều lớp. Tuy nhiên, vấn đề trước đó là chất lượng của đồng lỗ PTH phải đủ tốt và độ giãn dài của nó phải được kiểm soát trên 20% để có ý nghĩa. Trên thực tế, do những tiến bộ to lớn trong quá trình mạ đồng hiện nay, độ giãn dài của lớp mạ đồng từ các nhà cung cấp chất lỏng dược phẩm tốt đã vượt quá 30%, điều này không khó. Kết quả đàm phán mới nhất hiện tại giữa các nhà sản xuất tấm nền và khách hàng hạ nguồn dự kiến là 18% làm giới hạn thấp hơn cho quy trình sản xuất. Trong tương lai, dưới áp lực phổ biến của hàn không chì, sớm hay muộn, nó sẽ tăng lên 20% thông số kỹ thuật tối thiểu. Như đã nói, có rất nhiều nhà cung cấp quy trình mạ đồng thứ hai và thứ ba có chất lượng kém hơn 18% so với yêu cầu hiện tại của tấm dày và thậm chí thấp hơn 15% so với tấm đa lớp nói chung. Tất nhiên, việc quản lý bể mạ đồng tại chỗ và kiểm tra chất lượng đồng của lỗ fr4 pcb cũng không thể cẩu thả để giảm sự giãn nở và nứt của tấm trong dòng chảy ngược không chì. Trong trường hợp diện tích bề mặt đồng lớn, nếu một vụ nổ tấm xảy ra, nhiều người phản ứng trực quan với một bộ phim màu nâu đen bên trong kém và độ bám dính không đủ. Tuy nhiên, khi các microslice được tạo ra một cách tinh tế và các vết nứt đã được lấp đầy bằng keo hai lần và được nghiền mịn hơn nữa trong các vết nứt, rõ ràng là vết nứt có phải là do lớp tối của lá đồng hay không. Đơn giản là không cần phải lãng phí thời gian.

(2) Khu vực thâm canh thông qua lỗ

Ví dụ, nếu miếng đệm bóng và nhiều lỗ thông dày đặc được kết nối với lớp bên trong của đáy bụng BGA lớn không bị chặn trước khi hàn mặt sau, một lượng lớn năng lượng nhiệt từ gió xuôi sẽ đi vào không khí, dẫn đến tăng nhiệt từ phần trên và dưới khó tiêu tan. Tất nhiên, có thể dễ dàng gây ra một vụ nổ tấm cục bộ trong quá trình bị đau gấp đôi, và thậm chí các mối hàn của chân bóng có thể quá nóng. Ngoài ra, khi lật tấm để hàn lại lần thứ hai, nó cũng có thể dẫn đến sự nóng chảy lại hoặc giảm sức mạnh của các mối hàn trước đó. Đối với các đầu nối đa pin, cho dù đó là sử dụng hàn đỉnh truyền thống hoặc hàn mặt sau của dán PIH, nó sẽ gây thêm căng thẳng và dễ bị nổ, đây cũng là một vấn đề rất khó khăn. Tuy nhiên, khi Pinboards muốn bịt những lỗ hổng này bằng sơn xanh để cô lập không khí nóng, có thể nói rằng công việc khó khăn và khó khăn, và không ai có thể chắc chắn liệu nó có được lấp đầy hoàn toàn mà không bị lỗi hay không. Đối với những người sử dụng nhựa đặc biệt có chất lượng tốt làm chất độn, chi phí là quá cao đối với các nhà sản xuất bảng mạch nói chung. Trong quá trình xử lý bề mặt ướt của miếng đệm hàn tiếp theo thông qua các lỗ không bị chặn chắc, rất khó để ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng thuốc. Ngay cả trong quá trình phun thiếc, xỉ thiếc cũng có thể bị ép vào, hình thành một mối nguy hiểm tiềm ẩn. Bất kỳ khiếm khuyết nào trong quy trình PCB FR4 có thể dẫn đến thương tích gây tử vong sau đó. Đối với khu vực chèn nhiều chân của đầu nối, mặc dù nó cũng là một khu vực lỗ xốp dày đặc, nhưng vì bán thân Thái sử dụng hàn đỉnh hoặc hàn chọn lọc với nhiệt ngắn và mạnh ở một mặt (thời gian nhiệt mạnh chỉ 4-5 giây), thảm họa và đau đớn của nó ít hơn nhiều so với nỗi sợ hãi của không khí nóng chảy trở lại "kéo dài 90 giây trên điểm nóng chảy". Ngoài ra, phần kịch bản cơ thể cũng có thể giúp hấp thụ nhiệt và tản nhiệt, vì vậy nó cũng có thể làm giảm xác suất nổ tấm.

(3) Bọt cục bộ bên ngoài

Vật liệu nhiều lớp đã nhảy ra khỏi phương thức áp chế một lần truyền thống. Cho dù đó là sử dụng bê tông nghiền hoặc cán màng, hoặc ép tiến bộ không HDI của các tấm nhiều lớp cao cấp, tốc độ gia nhiệt và nhiệt của lớp giữa và lớp ngoài của hàn phía sau phải cao hơn nhiều so với tấm lõi bên trong. Do đó, một khi lò hàn mặt sau của các nhà lắp ráp hạ lưu không lý tưởng hoặc đường cong hàn mặt sau của nó vẫn tiếp tục thực hành chì cũ, không phù hợp và thậm chí không có khái niệm mới về hàn mặt sau không chì, chẳng hạn như sưởi ấm chậm, thời gian hấp thụ nhiệt dài, nhiệt độ đỉnh bằng phẳng, Do sự thiếu hiểu biết của các nhà lắp ráp, nó chắc chắn sẽ trở thành một số lượng đáng kể các mảnh nổ sai. Thông thường, các nhà sản xuất tấm fr4 không hiểu nhiều về nguyên tắc hàn mặt sau hạ lưu, trong khi nỗi sợ hãi của ngành công nghiệp lắp ráp về hàn mặt sau không chì thường ít được biết đến và luôn đứng về phía người mua với thái độ cứng rắn. Một khi tấm phát nổ, nó phải được đổ lỗi cho nhà máy pcb fr4. Bởi vậy, trong việc bồi thường chặt phá đất không có sai lầm và không có sai lầm tiếp tục trình diễn! Hầu hết các mụn nước bên ngoài cục bộ này nằm gần BGA hoặc QFN lớn, đặc biệt là QFN thấp và không có chân và dễ bị vấn đề nhất. Đối với vòng chôn của PTH bên trong, nó có trải qua quá trình oxy hóa màu đen tốt trước khi lớp bên ngoài bị ép không? Ngay cả khi đã hoàn thành, vòng lỗ có thể phá vỡ thành công với diện tích quá nhỏ và độ bám không đủ không? Đó cũng là vấn đề. Các khu vực dày đặc thông qua lỗ khác như cạnh và góc của tấm cũng là những khu vực có nguy cơ cao, xác suất xảy ra vấn đề khi nhiệt quá lớn là không nhỏ.

(4) Nhiều lần nhiệt độ cao gây ra sự bùng nổ của nhiều mảng

Hàn không chì cho fr4 pcb sẽ tiếp tục thực hành trước đây, chủ yếu là dòng chảy ngược thông qua dán SMT hai mặt, kết hợp với hàn sóng truyền hoặc hàn tăng một phần chọn lọc. Nếu việc xử lý bề mặt của tấm hàn cho fr4 pcb là phun thiếc không chì, điều đó có nghĩa là một hàn sóng khác. Dưới sự tra tấn của nhiệt độ cao 3-4 lần, các tấm nhiều lớp đã gặp nguy hiểm. Một khi tấm được đặt quá lâu, dẫn đến tích tụ năng lượng căng thẳng hoặc không nướng để loại bỏ căng thẳng sau khi ép, sự khác biệt CTE giữa các thành viên tấm (sợi thủy tinh, nhựa, lớp đồng) và các thành viên khác sẽ dần dần xuất hiện và tạo ra hành vi giải phóng căng thẳng, hoặc tồi tệ hơn khi tấm hoàn thành hút nước; Một khi bạn có cơ hội thư giãn và bốc hơi do nhiệt độ cao, tất nhiên, bạn sẽ phơi bày bản chất của mình và gây ra thiệt hại ngay lập tức cho sự ràng buộc. Tại thời điểm này, nếu nướng thích hợp có thể được thực hiện trước khi chảy ngược, nó có thể làm giảm sự xuất hiện của đĩa vỡ. Nếu nhiệt mạnh khác xảy ra sau ba loại hàn thông thường nêu trên, chẳng hạn như hàn bù bằng hàn mặt sau hoặc hàn dạng sóng, hoặc hàn bù bằng cách thay thế các bộ phận hoạt động, nó có thể gây ra một vụ nổ tấm mà người vận hành không thể bỏ qua. Theo kinh nghiệm lâu năm của dây chuyền sản xuất, dòng chảy ngược không chì gây thiệt hại cho tấm nhiều lớp khoảng 2-3 lần so với hàn đỉnh không chì. Do đó, một khi một số khiếm khuyết hàn cục bộ đã được tìm thấy, hàn thủ công nên được sử dụng bất cứ khi nào có thể để thay thế hàn hồi lưu và hàn sóng ban đầu được tái hoạt động trên fr4 pcb.