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Leiterplatte Blog - Die fr4 Leiterplattenproduktion trifft auf starke Hitze

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Die fr4 Leiterplattenproduktion trifft auf starke Hitze

2023-03-07
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Author:iPCB

1. Simuliertes Rückenschweißen

Im Allgemeinen hat der nachgelagerte PCBA-Montageprozess etwa fünf Heizerfahrungen, nämlich:

(1) Lötpaste und Dosierung werden auf der Vorderseite gedruckt und Heißluftlöten durchgeführt.

(2) Die Rückseite wird umgedreht und dann die Lötpaste zurückgeschweißt.

(3) Die Stiftteile müssen wellengeschweißt sein.

(4) Es kann 1-2 Mal der Nacharbeit und Reparatur Schweißen unterziehen.

Daher verlangen die meisten Montagehersteller, dass die leeren Platten von fr4 Plattenherstellern auch mehr als fünfmal Reflow entsprechend der spezifischen Reflow Kurve simulieren, als Referenzstandard, ob sie starker Hitze standhalten können. In der Tat, selbst wenn die leere Mehrschichtplatte den Test des fünffachen simulierten Rückenschweißens bestehen kann, ist es schwierig, die Sicherheit des Assemblers im Rückschweißbetrieb sicherzustellen, und es wird immer noch eine gewisse Rate des Berstens in der tatsächlichen Installation geben. Der Hauptgrund liegt in der zusätzlichen Belastung der Bauteile auf der Platine.

fr4 Platte

fr4 Platte

Der Aufwind des Heißluftrückschweißofens ist normalerweise etwa 50-60 ℃ höher als der Abwind der Platte. Der Zweck des Abwinds ist, die Grundwärme der Platte aufrechtzuerhalten, und es ist nicht notwendig, die gleiche Wärme mit dem Aufwind überhaupt aufrechtzuerhalten, um unnötige Energieverschwendung und Beschädigung der Platte zu vermeiden. Wenn die Rückseite zum zweiten Mal geschweißt wird, kann es auch die starke Hitzeverletzung der Person, die auf der ersten Seite geschweißt wurde, und die Möglichkeit von fallenden Teilen verringern. Diese Unterschiede in der Hitze der oberen und unteren Platten führen jedoch unweigerlich zu dem Unterschied in der thermischen Ausdehnung beider Seiten der fr4-Platte, und die leichte Buckelbogenwölbung der Plattenoberfläche tritt während des hinteren Schweißens auf, was zu der Zugspannung zwischen der kompakten Baugruppe und der fr 4-Leiterplatte führt. Insbesondere hat die riesige Hitze, die durch die Integration der Reflow-Temperatur und -Zeit erhalten wird, nicht nur weit das Tg der Platte überschritten, sondern auch die Platte aus niedrigerem als Tg α- 1 Glaszustand gemacht, Übergang zu mehr als Tg α- Der weiche Gummizustand von 2. Zu diesem Zeitpunkt, sobald es viel lokaler Stress gibt, verursacht es Blasenbildung und Platzen von der Oberfläche der dicken mehrschichtigen Platte.


2. Die Schwäche des Gummiknies der Platte

Wenn das Board mit mehreren großen BGA- oder QFN-Frontbügeln ausgestattet ist, beträgt die thermische Ausdehnungsrate (CTE) der Chips (Chips) innerhalb der Platine nur 3-4 ppm/℃, was die thermische Ausdehnungsrate der X- und Y-Achsen auf 15 ppm/℃ƒ. Beim Rückenschweißen muss die Trägerplatte hochgezogen und verzogen werden. Die Aufwärtsverzerrung dieser Trägerplatten und das Abwärtsbiegen des fr4-Leiterplattenmitherboards beschädigen zwangsläufig die Lötstelle und die expandierte Platte, wenn sie gegeneinander gezogen werden. Es gab ein ungeschriebenes Heizprinzip für Platten, das heißt, das Harz würde die Energie der Reaktion verdoppeln, wenn die Temperatur um 10 ℃, und das Volumen und die Masse waren die größten im Prozess des Heißluftreflows? Der Heizgrad ist auch viel höher als der der verschiedenen Komponenten auf der Platine. Tatsächlich ist FR-4 Platte unter Tg α Im Glaszustand ist der CTE der Z-Achse bis 55-60 ppm/℃, was weit mehr als 14-15 pm/℃ in X und Y ist

Richtungen durch das Glasfasertuch geklemmt. Einmal in α 2. Im Gummizustand ist der CTE seiner Z-Achse höher als 250pm/℃, und jede lokale ungleichmäßige Belastung auf der Plattenoberfläche kann Blasenbildung oder Platzen der äußeren Schicht verursachen.


3. Ort und Ursache der leicht explodierten Platte

(1) Große Kupferoberfläche der inneren Schicht

Da der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von Kupfer (CTE ist nur 17pm/℃) und Harz-Z-Richtung zu weit entfernt ist, ist die große Kupferoberfläche leicht in starker Hitze zu explodieren (bezogen auf die Integration von Temperatur und Zeit). Die Lösung besteht darin, einige nicht funktionsfähige Durchgangslöcher im großen Kupferbereich bewusst als Nieten anzuordnen, die nicht nur zur Wärmeableitung beitragen, sondern auch die Explosionskatastrophe von mehrschichtigen dicken Platten reduzieren können. Die vorherige Frage ist jedoch, dass die Qualität von PTH-Lochkupfer gut genug sein muss, und seine Dehnung sollte über 20% kontrolliert werden, um Sinn zu machen. Tatsächlich haben die ausgezeichneten Lieferanten von flüssigen Medikamenten aufgrund des großen Fortschritts im aktuellen Kupferplattierungsprozess bereits 30% in der Kupferplattierungsschichtverlängerung überschritten, was nicht schwierig ist. Das Ergebnis der jüngsten Verhandlungen zwischen dem aktuellen Backplate-Hersteller und den nachgelagerten Kunden wird vorläufig auf 18% als Untergrenze des Herstellungsprozesses gesetzt. In Zukunft wird es unter dem Druck der Prävalenz bleifreies Löten früher oder später auf die Mindestspezifikation von 20% steigen. Trotzdem gibt es nach wie vor viele Zweitlinie- und Drittlinienanbieter für Kupferbeschichtungsprozesse, deren Qualität weit hinter den aktuellen Anforderungen an Dickplatten um 18%, und sogar weniger als 15% liegt, die für allgemeine Mehrschichtplatten erforderlich sind. Natürlich sollten die Verwaltung des Vor-Ort-Kupferplattierungsbades und die Inspektion der Lochkupferqualität der fr4-Leiterplatte nicht schlampig sein, um die Ausdehnung und das Rissen der Platte im bleifreien Reflow zu reduzieren. Im Falle eines Plattenplatzes in der großen Kupferoberfläche reagieren viele Menschen intuitiv, dass der innere schwarzbraune Film schlecht ist und die Haftung unzureichend ist. Wenn der Mikroschnitt jedoch exquisit hergestellt ist und der Riss zweimal mit Kleber gefüllt und im Riss weiter fein geschliffen wurde, kann klar sein, ob der Riss durch die Schwärzenschicht der Kupferfolie verursacht wird. Es gibt überhaupt keine Notwendigkeit, Worte zu verschwenden.


(2) Durchgangslochdichte Fläche

Wenn beispielsweise das Kugelpolster und die vielen dichten Durchgangslöcher, die mit der inneren Schicht des Bauchbodens des großen BGA verbunden sind, vor dem Rückenschweißen nicht blockiert werden, tritt eine große Menge Wärmeenergie aus dem Abwind in die Luft ein, wodurch die Wärme aus den oberen und unteren Teilen hinzugefügt und schwer abzuführen ist. Natürlich ist es einfach, lokale Plattenexplosion während des doppelten Leidens zu verursachen, und sogar der Schweißpunkt des Kugelfußes wird auch überhitzen. Wenn die Platte zum sekundären Nachschweißen umgedreht wird, kann dies auch das Umschmelzen oder die Festigkeitsverminderung der vorherigen Lötstelle verursachen. Wie für mehrpolige Steckverbinder, ob traditionelles Wellenschweißen oder PIH-Lötpastenrückschweißen verwendet, bringt es zusätzliche Spannung und ist leicht zu platzen, was auch ein sehr schwieriges Problem ist. Wenn jedoch die fertige Platte diese Löcher mit grüner Farbe blockieren möchte, um die heiße Luft zu isolieren, kann gesagt werden, dass das Projekt anstrengend und schwierig ist, und niemand kann sicher sein, dass es vollständig ohne Fehler gefüllt ist. Für diejenigen, die spezielles Harz mit guter Qualität als Füllstoff verwenden, sind die Kosten für allgemeine Leiterplattenhersteller zu teuer. Es ist schwierig, das Eindringen von flüssiger Medizin in der nassen Oberflächenbehandlung des nachfolgenden Schweißpolsters des nicht fest blockierten Durchgangslochs zu verhindern. Selbst beim Zinnsprühen kann die Zinnschlacke eingequetscht werden und versteckte Probleme bilden. Jeder Defekt im fr4-PCB-Prozess verursacht nachfolgende tödliche Verletzungen. Was den mehrpoligen Einführungsbereich des Steckers betrifft, obwohl es auch eine poröse und dichte Lochzone ist, da die thailändische Hälfte das Wellenschweißen oder selektives Schweißen mit einer einseitigen kurzen und starken Hitze annimmt (die starke Wärmezeit ist nur 4-5 Sekunden), sind seine Katastrophe und Schmerzen weit weniger als die Furcht vor Heißluftreflow "die für 90 Sekunden über dem Schmelzpunkt anhält". Darüber hinaus kann der Bauteilskriptkörper auch bei der Wärmeaufnahme und Wärmeableitung helfen, so dass die Wahrscheinlichkeit des Plattenplatzes auch reduziert werden kann.


(3) Lokale Blasenbildung der äußeren Schicht

Mehrschichtplatten sind bereits aus der einstigen traditionellen Pressmethode herausgesprungen. Ob es sich um die Verwendung von RCC- oder Folienlaminierung oder das nicht-HDI-progressive Pressen von mehrschichtigen Platten hoher Ordnung handelt, die Heizrate und Wärme der äußeren Schicht beim Rückenschweißen müssen viel höher sein als die innere Kernplatte. Daher, sobald der Rückschweißofen des nachgeschalteten Assemblers nicht ideal ist oder seine Rückschweißkurve immer noch die alte und falsche bleihaltige Praxis fortsetzt oder sogar keine Kenntnis des neuen Konzepts des bleifreien Rückschweißens hat, wie langsame Erwärmung, lange Wärmeaufnahme und flache Spitzentemperatur, Es wird zwangsläufig eine beträchtliche Anzahl falscher Berstplatten aufgrund der Unwissenheit des Monteurs werden. Im Allgemeinen haben die Hersteller von fr4-Platten weniger tiefes Verständnis für das nachgeschaltete Rückenschweißprinzip, während die Montageindustrie im Allgemeinen zu wenig über die Angst vor bleifreiem Rückenschweißen weiß und immer mit einer starken Einstellung in der Position des Käufers stand. Sobald die Platte explodiert ist, muss die fr4 PCB Fabrik beschuldigt werden. Daher wurden die Szenen von keinem Fehler und keinem Fehler in der Grundstücksversicherung weiterhin inszeniert! Die meisten dieser lokalen äußeren Blasen befinden sich in der Nähe des großen BGA oder QFN, insbesondere des niedrigen und beinlosen QFN, der am anfälligsten für Probleme ist. Was den vergrabenen Lochring des inneren PTH betrifft, hat er eine gute schwarze Oxidationsbehandlung durchlaufen, bevor die äußere Schicht gepresst wird? Selbst wenn es getan wurde, aber die Fläche des Lochrings zu klein ist und der Griff nicht ausreicht, kann es erfolgreich durchbrochen werden? Das ist auch das Problem. Andere Bereiche mit dichten Durchgangslöchern wie Kanten und Ecken von Platten sind ebenfalls risikoreiche Bereiche, und die Wahrscheinlichkeit von Problemen, wenn die Hitze zu groß ist, ist nicht gering.


(4) Mehrere Plattenplatze aufgrund wiederholter starker Hitze

Bleifreies Löten von fr4-Leiterplatten wird die bisherige Praxis fortsetzen, hauptsächlich durch doppelseitiges SMT-Lötpastenreflow sowie ein Transmissionswellenlöten oder teilselektives Stoßlöten. Wenn die Lötpad-Oberflächenbehandlung der fr4-Leiterplatte bleifreies Zinnsprühen ist, bedeutet dies ein weiteres Wellenlöten. Unter der Folter von 3-4-mal starker Hitze war das Multilayer Board bereits in Gefahr. Sobald die Platte zu lange gelegt wird, was zur Akkumulation von Spannungsenergie führt, oder wenn sie nach dem Drücken nicht gebacken wird, um die Spannung zu beseitigen, treten allmählich die CTE-Unterschiede zwischen den Plattenelementen (Glasfaser, Harz, Kupferschicht) und anderen Mitgliedern auf und das Spannungsfreigabeverhalten tritt auf, oder wenn die fertige Platte Wasser eingeatmet hat, wird es noch schlimmer sein; Sobald Sie die Möglichkeit haben, sich durch intensive Hitze zu entspannen und zu verdampfen, offenbaren Sie natürlich Ihre Natur und verursachen sofortige Schäden an der Bindungskraft. Wenn in diesem Moment ordnungsgemäßes Backen vor Reflow durchgeführt werden kann, kann das Auftreten von Plattenplatzen reduziert werden. Wenn es nach den oben genannten drei konventionellen Schweißen andere starke Hitze gibt, wie Reparaturschweißen durch Rückseiten oder Wellenschweißen oder Reparaturschweißen durch Nacharbeiten durch Ersetzen der aktiven Komponente, kann es Plattenexplosion verursachen, und der Bediener kann sie nicht achtlos handhaben. Nach der langjährigen Erfahrung der Produktionslinie ist die Schädigung von bleifreiem Reflow auf Mehrschichtplatten etwa 2-3-mal höher als beim bleifreien Wellenlöten. Sobald also einige lokale Schweißfehler festgestellt wurden, sollte das manuelle Löten so weit wie möglich verwendet werden, um das Reflow- und Wellenlöten zu ersetzen, das ursprünglich in einer großen Aktion auf der fr4-Leiterplatte wieder online gestellt wurde.