Công nghệ PCB - Nguyên nhân uốn PCB và cách phòng ngừa

Nguyên nhân uốn cong PCB và cách phòng ngừa

Trong quá trình sản xuất PCB, hầu hết các bảng dễ bị uốn cong và cong vênh PCB khi chúng được hàn trở lại. Nếu tình trạng nghiêm trọng, nó thậm chí có thể dẫn đến các thành phần như hàn rỗng và bia mộ. Làm thế nào tôi có thể vượt qua nó?

Thành thật mà nói, lý do cho mỗi tấm uốn cong và cong vênh có thể khác nhau, nhưng tất cả nên được quy cho ứng suất áp dụng lên tấm lớn hơn vật liệu tấm có thể chịu được. Kết quả của sự uốn cong và cong vênh của bảng xảy ra khi bảng bị căng thẳng không đồng đều hoặc khi khả năng chống lại căng thẳng ở mọi nơi trên bảng không đồng đều.

Áp lực trên tấm đến từ đâu? Trong thực tế, nguồn căng thẳng lớn nhất trong quá trình hồi lưu là nhiệt độ. Nhiệt độ sẽ không chỉ làm cho bảng mềm mà còn làm biến dạng nó. Kết hợp với đặc tính giãn nở và co nhiệt của vật liệu, đó là lý do chính cho sự uốn cong của pcb.

Vậy tại sao một số tấm có mức độ uốn cong và cong vênh khác nhau?

Trước khi tìm hiểu về vấn đề uốn cong pcb và cong vênh pcb, tôi khuyên bạn nên tham khảo bài viết này về phân tích và phòng ngừa nguyên nhân thực sự của vụ nổ pcb. Một số nội dung này sẽ có liên quan.

1. Khu vực bề mặt đồng không đồng đều trên bảng sẽ làm trầm trọng thêm sự uốn cong và cong vênh của bảng.

Thông thường, một khu vực rộng lớn của lá đồng sẽ được thiết kế trên bảng để nối đất. Đôi khi các khu vực rộng lớn của lá đồng cũng được thiết kế trên các lớp Vcc. Khi những lá đồng diện tích lớn này không thể được phân phối đều trên cùng một bảng mạch, nó tạo ra vấn đề hấp thụ nhiệt và tản nhiệt không đồng đều. Tất nhiên, bảng mạch cũng mở rộng và co lại với nhiệt. Nếu sự giãn nở và co lại không thể xảy ra cùng một lúc, các ứng suất và biến dạng khác nhau sẽ được tạo ra. Tại thời điểm này, nếu nhiệt độ của tấm đã đạt đến giới hạn trên của giá trị Tg, tấm sẽ bắt đầu mềm, dẫn đến biến dạng vĩnh viễn.

2. Điểm kết nối (thông qua lỗ) của mỗi lớp PCB sẽ hạn chế mở rộng và co lại của bảng

Các bảng mạch ngày nay chủ yếu là các bảng đa lớp và sẽ có các điểm kết nối giống như đinh tán (thông qua các lỗ) giữa các lớp. Các điểm kết nối được chia thành lỗ thông qua, lỗ mù và lỗ chôn. Nếu có điểm kết nối, bảng sẽ bị hạn chế. Ảnh hưởng của việc mở rộng và co lại cũng gián tiếp gây ra các tấm cong và cong vênh.

3. Trọng lượng của bản thân bảng có thể dẫn đến biến dạng lõm của bảng

Thông thường, lò reflow sử dụng dây chuyền để điều khiển bảng mạch về phía trước trong lò reflow, tức là hai bên của bảng được sử dụng làm điểm tựa để hỗ trợ toàn bộ bảng. Nếu có vật nặng trên tấm, hoặc kích thước của tấm quá lớn, sẽ có một vết lõm ở giữa do số lượng hạt, khiến tấm bị cong.

4. Độ sâu của V-cut và thanh kết nối có thể ảnh hưởng đến sự biến dạng của câu đố

Về cơ bản, V-Cut là thủ phạm gây ra sự phá hủy cấu trúc tấm, vì V-Cut cắt rãnh chữ V trên tấm lớn ban đầu, nó dễ bị biến dạng.

Làm thế nào chúng ta có thể ngăn chặn các bảng bị cong và cong vênh khi chúng đi qua lò hàn reflow?

1. Giảm ảnh hưởng của nhiệt độ đối với ứng suất tấm

Vì "nhiệt độ" là nguồn chính của ứng suất tấm, sự xuất hiện của tấm uốn cong và cong vênh có thể được giảm đáng kể bằng cách giảm nhiệt độ của lò hàn hồi lưu hoặc làm chậm tốc độ sưởi ấm và làm mát của tấm trong lò hàn hồi lưu. Tuy nhiên, các tác dụng phụ khác, chẳng hạn như ngắn mạch hàn, có thể xảy ra.

2. Sử dụng tấm TG cao

Tg là nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh, tức là nhiệt độ mà vật liệu chuyển từ thủy tinh sang cao su. Giá trị Tg của vật liệu càng thấp, tấm bắt đầu mềm nhanh hơn sau khi đi vào lò hàn trở lại, thời gian cần thiết để trở thành trạng thái cao su mềm cũng sẽ dài hơn và biến dạng của tấm tất nhiên sẽ nghiêm trọng hơn. Sử dụng tấm có Tg cao hơn có thể cải thiện khả năng chịu được căng thẳng và biến dạng, nhưng giá của vật liệu tương đối cao.

3. Tăng độ dày của bảng

Để đạt được mục đích của nhiều thiết bị điện tử nhẹ hơn và mỏng hơn, độ dày của bảng mạch để lại 1.0mm, 0.8mm hoặc thậm chí 0.6mm. Độ dày như vậy phải ngăn chặn sự biến dạng của bảng sau khi lò hàn trở lại, điều này thực sự khó khăn. Đề nghị nếu không có yêu cầu về độ mỏng và nhẹ, độ dày của tấm phải là 1,6mm, điều này có thể làm giảm đáng kể nguy cơ biến dạng uốn của tấm.

4. Giảm kích thước PCB, giảm số lượng câu đố

Vì hầu hết các lò hàn reflow sử dụng dây chuyền để điều khiển bảng về phía trước, kích thước của bảng càng lớn, do trọng lượng riêng của nó, vết lõm và biến dạng sẽ xảy ra trong lò reflow, vì vậy hãy cố gắng sử dụng cạnh dài của bảng làm cạnh của bảng. Trên dây chuyền của lò hàn reflow, có thể làm giảm sự lõm và biến dạng do trọng lượng của bảng mạch. Việc giảm số lượng bảng điều khiển cũng dựa trên lý do này. Đó là, khi đi qua lò, hãy cố gắng sử dụng các cạnh hẹp để vượt qua hướng lò. Lượng biến dạng lõm xuống.

5. Sử dụng kẹp đĩa

Nếu các phương pháp trên khó thực hiện, phương pháp cuối cùng là sử dụng một tàu sân bay/mẫu reflow để giảm số lượng biến dạng. Lý do tại sao các tàu sân bay/mẫu reflow có thể làm giảm độ cong của tấm là vì mọi người muốn nó mở rộng nhiệt hoặc co lại lạnh. Pallet có thể chứa bảng, chờ cho nhiệt độ của bảng thấp hơn giá trị Tg và bắt đầu cứng lại, và cũng giữ cho khu vườn của bạn có kích thước.

Nếu khay một lớp không làm giảm biến dạng của bảng, bạn phải thêm một nắp để kẹp bảng với khay trên và dưới. Điều này có thể làm giảm đáng kể vấn đề biến dạng của bảng thông qua lò hàn reflow. Tuy nhiên, loại khay lò này khá tốn kém và đòi hỏi phải đặt và tái chế pallet bằng tay.

6. Sử dụng bộ định tuyến thay vì bảng con của V-Cut

Vì V-Cut có thể phá hủy sức mạnh cấu trúc của các tấm giữa các bảng, cố gắng không sử dụng V-Cut Subboard hoặc giảm độ sâu của V-Cut.