PCB-Technologie - Leiterplattenverformung hat so viel Schaden, warum Leiterplattenverzerrung?

Schädigung der Verformung der Leiterplatte

Wenn die Leiterplatte in der automatischen Oberflächenmontagelinie nicht flach ist, verursacht dies eine ungenaue Positionierung, Komponenten können nicht an das Leiterplattenloch und das Oberflächenmontagepad eingeführt oder montiert werden und sogar die automatische Einfügemaschine abstürzen. Die Leiterplatte mit den Komponenten wird nach dem Schweißen gebogen, so dass es schwierig ist, die Bauteilstifte zu trimmen. Die Platine kann nicht auf dem Chassis oder der Steckdose in der Maschine installiert werden, so dass die Montageanlage auch sehr besorgt ist über die Verzerrung der Platine. Gegenwärtig entwickelt sich die Oberflächenmontagetechnologie hin zu hoher Geschwindigkeit und Intelligenz, die höhere Ebenheitsanforderungen für Leiterplatte stellt, die die Heimat verschiedener Komponenten ist.

Es wird speziell im IPC-Standard darauf hingewiesen, dass die zulässige Verformung der Leiterplatte mit SMD 0.75%, und die der Leiterplatte ohne SMD 1.5% beträgt. Um die Anforderungen der Hochgeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitsmontage zu erfüllen, haben einige Hersteller elektronischer Baugruppen strengere Anforderungen an die Verformung. Zum Beispiel hat unsere Firma mehrere Kunden, die verlangen, dass die zulässige Verformung 0,5% beträgt und sogar einige einzelne Kunden 0,3% verlangen

Leiterplatte besteht aus Kupferfolie, Harz, Glasgewebe und anderen Materialien. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften jedes Materials sind unterschiedlich. Nach dem Zusammenpressen erzeugt es zwangsläufig thermische Restspannung und führt zu Verformungen. Gleichzeitig haben im Prozess der PCB-Verarbeitung hohe Temperaturen, mechanisches Schneiden, Nassbehandlung und andere Prozesse auch einen wichtigen Einfluss auf die Verformung der PCB. Kurz gesagt, die Ursachen der PCB-Verformung sind komplex und vielfältig. Wie man die Verformung reduziert oder beseitigt, die durch verschiedene Materialeigenschaften oder Verarbeitung verursacht wird, ist zu einem der komplexen Probleme geworden, mit denen Leiterplattenhersteller konfrontiert sind.

Ursachenanalyse der Verformung der Leiterplatte

Die Verformung der Leiterplatte muss unter den Aspekten des Materials, der Struktur, der Grafikverteilung, des Verarbeitungsprozesses usw. untersucht werden.

Die ungleichmäßige Kupferoberfläche auf der Leiterplatte verschlechtert das Biegen und Verformen.

Die allgemeine Leiterplatte wird mit einer großen Fläche von Kupferfolie zur Erdung entworfen, manchmal VCC Wenn diese großen Bereiche von Kupferfolie nicht gleichmäßig auf der gleichen Leiterplatte verteilt werden können, wird das Problem der ungleichmäßigen Wärmeaufnahme und Wärmeableitung verursacht. Natürlich dehnt sich die Leiterplatte auch aus und zieht sich durch Wärme zusammen. Wenn die Ausdehnung und Kontraktion nicht gleichzeitig erreicht werden können, verursacht dies unterschiedliche Spannung und Verformung. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Temperatur der Platine TG-Wert erreicht hat, beginnt die Platine zu erweichen, was zu einer Verformung führt.

Die Durchkontaktierungen (Durchkontaktierungen) jeder Schicht auf der Leiterplatte begrenzen die Ausdehnung und Kontraktion der Leiterplatte.

Heutzutage sind die meisten Leiterplatten mehrschichtige Leiterplatten, und es gibt nietartige Verbindungspunkte (Vias) zwischen den Schichten. Die Verbindungspunkte sind in Durchgangslöcher, Sacklöcher und vergrabene Löcher unterteilt. Wo es Verbindungspunkte gibt, wird der Effekt der Plattenausdehnung und -kontraktion begrenzt, und das Biegen und Verformen von Platten wird indirekt verursacht werden

Die Ursachen fürLeiterplattendeformation sind wie folgt

(1) Das Gewicht der Leiterplatte selbst kann dazu führen, dass die Leiterplatte durchhängt und sich verformt

Im Allgemeinen verwendet der Lötrofen die Kette, um die Leiterplatte anzutreiben, um sich im Lötrofen vorwärts zu bewegen, das heißt, die beiden Seiten der Platine werden als Drehpunkt verwendet, um die gesamte Platine zu stützen. Wenn sich schwere Teile auf dem Brett befinden oder die Größe des Brettes zu groß ist, zeigt es das Phänomen der Vertiefung in der Mitte aufgrund seiner eigenen Samenmenge, was zu Plattenbiegen führt.

(2) Die Tiefe des V-CUT und des Verbindungsstreifens beeinflusst die Verformung der Platte

Grundsätzlich ist V-CUT der Hauptschuldige für die Zerstörung der Plattenstruktur, weil V-CUT Nuten auf dem ursprünglichen großen Blech schneidet, so dass der Ort des V-CUT leicht zu verformen ist.

Analyse 2.1 über den Einfluss von Laminatmaterial, Struktur und Figur auf Plattenverformung

Leiterplatte besteht aus Kernplatte, halbgehärtetem Blatt und äußerer Kupferfolie. Die Verformung von Kernplatte und Kupferfolie hängt von CTE der beiden Materialien ab;

Die CTE der Kupferfolie ist etwa 17x10-6;

Der CTE von FR-4 Substrat in Z Richtung ist (50,70) x10-6 am TG Punkt;

Es ist (250,350) x10-6 über Tg Punkt, und CTE in X Richtung ähnelt Kupferfolie aufgrund der Existenz von Glasgewebe.

Deformation durch Leiterplattenbearbeitung

Die Verformungsursachen von Leiterplatten sind sehr komplex, die in thermische Beanspruchung und mechanische Beanspruchung unterteilt werden können. Die thermische Spannung wird hauptsächlich beim Pressen erzeugt, und die mechanische Spannung wird hauptsächlich beim Stapeln, Handling und Backen erzeugt. Es folgt eine kurze Diskussion in der Reihenfolge des Prozesses.

Kupferplattiertes Laminat: Die kupferplattierten Laminate sind alle doppelseitige Platten mit symmetrischer Struktur und ohne Figur. Die Kupferfolie ist fast die gleiche wie die CTE von Glasgewebe, so dass die Verformung, die durch unterschiedliche CTE verursacht wird, nicht im Pressprozess produziert wird. Aufgrund der großen Größe der kupferplattierten Laminatpresse und des Temperaturunterschieds in verschiedenen Regionen der Heizplatte gibt es jedoch während des Pressvorgangs leichte Unterschiede in der Harzhärtungsgeschwindigkeit und dem Grad in verschiedenen Regionen. Gleichzeitig hat die dynamische Viskosität unter verschiedenen Heizraten auch einen großen Unterschied, so dass die lokale Spannung, die durch den Unterschied im Härteprozess verursacht wird, auch erzeugt wird. Im Allgemeinen hält diese Art von Spannung das Gleichgewicht nach dem Pressen aufrecht, aber es wird allmählich geben und Verformungen in der zukünftigen Verarbeitung produzieren.

Laminierung: PCB-Laminierungsprozess ist der Hauptprozess, um thermische Spannung zu erzeugen. Die Verformung durch unterschiedliche Materialien oder Strukturen wird im vorherigen Abschnitt analysiert. Ähnlich wie beim kupferplattierten Laminat wird auch die lokale Spannung erzeugt, die durch den Unterschied im Aushärtungsprozess verursacht wird. Aufgrund der dickeren Dicke, der diversifizierten Musterverteilung und der mehr halbausgehärteten Chips ist die thermische Belastung von PCB immer schwieriger zu beseitigen als die von CCL. Die Spannung in der Leiterplatte wird beim folgenden Bohr-, Form- oder Grillprozess freigesetzt, was zur Verformung der Leiterplatte führt.

Lötmaske, Character Backing-Prozess: Da sich Lotresist-Tinten während der Aushärtung nicht stapeln können, werden Leiterplatten zum Aushärten vertikal in das Regal gelegt. Die Lötbeständstemperatur beträgt etwa 150 Grad Celsius, die gerade den TG-Punkt von mittleren und niedrigen Tg-Materialien übersteigt. Das Harz oberhalb des Tg-Punktes ist im hochelastischen Zustand, und die Platte ist leicht, unter der Einwirkung von Eigengewicht oder starkem Wind im Ofen zu verformen.

Heißluft-Lotnivellierung: Die Zinnofentemperatur ist 225 Grad Celsius J265 Grad Celsius und die Zeit ist 3s-6s. Die Temperatur der heißen Luft ist 280 Grad Celsius, 300 Grad Celsius. Wenn das Lot nivelliert wird, wird die Platte von Raumtemperatur in den Zinnofen zugeführt, und die Nachbehandlung Wasser Waschen bei Raumtemperatur wird innerhalb von zwei Minuten nach dem Entladen durchgeführt. Aufgrund der verschiedenen Materialien und der ungleichmäßigen Struktur der Leiterplatte tritt die thermische Spannung unweigerlich im kalten und heißen Prozess auf, was zu Mikrodehnung und Gesamtverformung der Verzugszone führt.

Lagerung: Leiterplatte in der Halbzeugstufe wird im Allgemeinen fest in das Regal eingelegt. Eine unsachgemäße Einstellung der Regaldichtheit oder das Stapeln von Brettern während der Lagerung führt zu einer mechanischen Verformung der Platte. Besonders für das Blatt weniger als 2.0 mm ist der Einfluss ernster.

Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren gibt es viele Faktoren, die die PCB-Verformung beeinflussen.

Vermeidung von Verzug der Leiterplatte

Die Verzug von Leiterplatten hat einen großen Einfluss auf die Herstellung von Leiterplatten. Warpage ist auch eines der wichtigsten Probleme im Prozess der Leiterplattenherstellung. Die Platte mit Komponenten wird nach dem Schweißen gebogen, und die Komponentenfüße sind schwierig, sauber zu sein. Die Platine kann nicht auf dem Chassis oder der Buchse in der Maschine installiert werden, so dass die Verzug der Platine den normalen Betrieb des gesamten nachfolgenden Prozesses beeinflusst. Derzeit ist die Leiterplatte in die Ära der Oberflächenmontage und Chipinstallation eingetreten, und die Anforderungen an PCB-Verzug sind höher und höher. Also müssen wir herausfinden, warum die halbe Gang sich verzieht.

1. Engineering-Design: Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit im PCB-Design erfordern: a. die Anordnung von Zwischenschicht-Prepreg sollte symmetrisch sein, zum Beispiel sollte die Dicke von 1-2- und 5-6-Schichten und die Anzahl der Blätter von Prepreg konsistent sein, ansonsten ist es leicht, nach der Laminierung zu verzerren. B. Die Produkte desselben Lieferanten sind für mehrschichtige Kernplatten und Prepreg zu verwenden. C. Die Fläche der Schaltungsfigur der äußeren A- und B-Flächen sollte so nah wie möglich sein. Wenn eine Seite eine große Kupferseite und B-Seite nur wenige Drähte ist, ist diese Leiterplatte nach dem Ätzen leicht zu verziehen. Wenn der Linienflächenunterschied zwischen den beiden Seiten zu groß ist, können einige unabhängige Gitter auf der spärlichen Seite hinzugefügt werden, um auszugleichen.

2. Trocknungsplatte vor dem Schneiden: Der Zweck des Trocknens des kupferplattierten Laminats vor dem Zuschneiden (150 Grad Celsius für 8± 2 Stunden) besteht darin, die Feuchtigkeit in der Platte zu entfernen und gleichzeitig das Harz in der Platte vollständig erstarrt zu machen, weiter die verbleibende Spannung in der Platte zu beseitigen, die hilfreich ist, um das Brett vom Verzug zu verhindern. Derzeit haften viele doppelseitige und mehrschichtige Bretter noch am Backschritt vor oder nach dem Schneiden. In einigen Plattenfabriken gibt es jedoch auch Ausnahmen. Derzeit ist die Trocknungszeit jeder Leiterplattenfabrik inkonsistent und reicht von 4 bis 10 Stunden. Es wird vorgeschlagen, die Trocknungszeit entsprechend der Qualität der produzierten Leiterplatte und den Verzugsanforderungen der Kunden zu bestimmen. Die beiden Methoden sind machbar, und es wird empfohlen, das Brett zu schneiden und zu trocknen. Die innere Schicht sollte ebenfalls getrocknet werden.

3. Länge und Schussrichtung von Prepreg: nach der Laminierung ist die Schrumpfrate in Kett und Schuss unterschiedlich, so dass Kett und Schuss beim Zuschneiden und Laminieren unterschieden werden müssen. Andernfalls ist es leicht, den Verzug der fertigen Platte nach der Laminierung zu verursachen, und es ist schwierig, zu korrigieren, selbst wenn der Druck auf das Trockenbrett hinzugefügt wird. Viele der Gründe für die Verzug der Mehrschichtplatte sind, dass die Kett- und Schussrichtung des Prepregs während der Laminierung, die durch zufälliges Stapeln verursacht wird, nicht klar unterschieden werden. Wie unterscheidet man Längen- und Breitengrad? Bei Kupferfolie ist die Längsseite Breitengrad, während die kurze Seite Längengrad ist. Bei Unsicherheit wenden Sie sich bitte an den Hersteller oder Lieferanten.

Nach dem Mahlen des Harzes im Ofen für vier Stunden, entfernen Sie die Spannung vom Laminat nach 4° Zentigrade.

5. Es ist notwendig, die dünne Platte während der Galvanik zu begradigen: Wenn 0.4 ～ 0.6 mm ultradünne mehrschichtige Platte für die Galvanik der Plattenoberfläche und die grafische Galvanik verwendet wird, wird spezielle Klemmwalze hergestellt. Nachdem die dünne Platte auf dem fliegenden Bus auf der automatischen Galvanikanlage geklemmt ist, muss die Klemmwalze auf dem gesamten fliegenden Bus mit einer Rundstange verbunden werden, um alle Platten auf der Rolle zu begradigen, so dass die Platte nach dem Galvanisieren nicht verformt wird. Wenn es keine solche Maßnahme gibt, biegt sich die dünne Platte nach dem Galvanisieren der 20-30-Mikron-Kupferschicht, und es ist schwierig, sie zu beheben.

6. Brettkühlung nach Heißluftnivellierung: PCB wird durch hohe Temperatur des Lötbades (etwa 250 Grad Celsius) während der Heißluftnivellierung beeinflusst. Nach dem Herausnehmen sollte es zur natürlichen Kühlung auf flache Marmor- oder Stahlplatte gelegt und dann zur Reinigung an den Postprozessor geschickt werden. Dies ist gut für Anti-Warping des Boards. Um die Helligkeit der Oberfläche von Blei und Zinn zu erhöhen, legen einige Fabriken die Bretter sofort nach der Heißluftnivellierung in kaltes Wasser und nehmen sie nach einigen Sekunden zur Nachbehandlung heraus. Die Auswirkung von einer heißen und einer Kälte kann bei einigen Arten von Platten zu Verzerrungen, Delaminationen oder Blasenbildung führen. Darüber hinaus kann ein luftschwimmendes Bett auf der Ausrüstung zur Kühlung installiert werden.

7. Warping Board Behandlung: In der Fabrik mit geordnetem Management wird 100% Flachheitsprüfung für gedruckte Pappe in der Endkontrolle durchgeführt. Alle unqualifizierten Bretter werden herausgepickt und in den Ofen gelegt, bei 150° Celsius und unter starkem Druck für 3-6 Stunden getrocknet und natürlich unter starkem Druck gekühlt. Dann nehmen Sie die Bretter durch Druckentlastung heraus und überprüfen Sie die Ebenheit. Auf diese Weise können einige Boards gespeichert werden. Einige Bretter müssen zweimal oder dreimal getrocknet und gepresst werden, um sie zu nivellieren. Die pneumatische Brettverzug Richtmaschine von Shanghai Huabao Agent wurde von Shanghai Bell verwendet, was eine sehr gute Wirkung bei der Reparatur von PCB Verzug hat. Wenn die oben genannten Anti-Warping-Prozessmaßnahmen nicht umgesetzt werden, sind einige Platten nutzlos und können nur verschrottet werden.