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Análisis de la deformación de la placa de PCB y medidas de mejora
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Análisis de la deformación de la placa de PCB y medidas de mejora

Análisis de la deformación de la placa de PCB y medidas de mejora

2021-12-28
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Author:pcb

¿Cuándo? Placa de circuito impreso Reflow, La mayoría de ellos se doblan y Deformaciónan fácilmente.. En circunstancias graves, Incluso puede hacer que los comp1.ntes se vacíen. Cómo superarlo?

1.. Este hazards of circuit board Deformación
In the automated surface mount line, Si el tablero no es plano, It, No se puede insertar o eliminar un componente, Incluso. Placa de circuito, Y. La Junta no puede. Así que..., La fábrica de montaje se encontró con la deformación de la placa de circuito.Es molesto.. La tecnología actual de montaje de superficies se está moviendo hacia, Alta velocidad, Y sabiduría, Esto plantea mayores exigencias. En la norma IPC, En particular:.75%, Y la deformación permisible del hormigón PCB BoardS sin superficie es.5%. Para satisfacer los requisitos de alta precisión y fiabilidad, Algunos fabricantes de ensamblaje electrónico tienen requisitos más estrictos. The PCB Board Por, Resina, Tela de vidrio y otros materiales. Cuerpo. Ser, El estrés térmico es inevitable, Esto conducirá a. Al mismo tiempo, En el proceso de fabricación de PCB, It, Corte mecánico, Tratamiento húmedo, Etc..Los procesos también tendrán un impacto importante en el medio ambiente. En resumen, Causas de la deformación PCB Board Son complejos y variados.. Cómo reducir o eliminar PCB Board Fabricante. one.

PCB Board

2. Analysis of the causes of deformation
The deformation of PCB Board Es necesario estudiar el material y otros aspectos., Estructura, Distribución de patrones, Proceso de mecanizado, Etc.. En este trabajo se analizan y explican las posibles causas de deformación y los métodos de mejora.. La superficie desigual de cobre en el tablero de circuitos puede agravar la flexión y deformación del tablero de circuitos.. En general, Una gran área de lámina de cobre está diseñada para la puesta a tierra en la placa de circuito., A veces la capa VCC es delgada, mientras que la otra es una gran área de cobre. Cuando estas láminas de cobre de gran área no se distribuyen uniformemente en el mismo tablero, Puede causar una absorción y disipación de calor desiguales. Por supuesto., El tablero también se expandirá. Contracción fría. Si la expansión y contracción no pueden llevarse a cabo simultáneamente, Causa diferentes tensiones y deformaciones. En este momento, Si la temperatura del tablero ha alcanzado el límite superior del valor Tg, Apertura de la Junta.Comenzar a ablandarse, Causar deformación. The connection points (vias, vias) of each layer on the circuit board will limit the expansion and contraction of the board. La mayoría de los circuitos de hoy son multicapas, and there are connection points (vias) like rivets between the layers, Los puntos de conexión se dividen de nuevo en orificios, Agujeros ciegos y enterrados, Un lugar con puntos de conexión, El impacto de la expansión y contracción de la Junta será limitado, Esto también puede conducir indirectamente a la flexión y deformación de la placa de circuito. El peso de una tabla hace que la tabla se hunda.. En general, El reflow utilizará una cadena para conducir el circuito hacia adelante en el reflow, O () o, Ambos lados de la placa sirven como puntos de apoyo para toda la placa. Si hay algo pesado en el tablero, O si el tablero es demasiado grande, Debido al número de placas de circuitos, mostrará una depresión en el Centro, Doblar la placa de circuito. La profundidad del Corte en forma de V y el vídeo de la barra de conexión son básicamente los mismos, V - cut es el culpable de destruir la estructura de la Junta. Porque la muesca en forma de V corta la ranura en la placa grande original, Por lo tanto, la posición de la muesca en forma de V se deforma fácilmente..

2.Análisis de la influencia de los materiales, Estructura, and graphics on the deformation of the plate
The PCB Board Formado por prensado de placas centrales, preimpregnados y láminas de cobre externas. Deformación térmica de la placa central y la lámina de cobre bajo compresión. The amount of deformation depends on the coefficient of thermal expansion (CTE) of the two materials. The coefficient of thermal expansion of the copper foil ( CTE) is left and right, while Ordinario FR-4 substrate is at the Z-direction CTE below the Tg point; above the TG point is (250~350)X10-6, El Cte en la dirección X se debe a la presencia de tela de vidrio, Generalmente similar a la lámina de cobre. Nota sobre el punto Tg: cuando la temperatura de la placa de circuito impreso de alto Tg aumenta a un área, El sustrato pasará de "glassy" a "Rubber"., and the temperature at this time is called the glass transition temperature (Tg) of the board. O () o, Tg is the temperature (°C) at which the base material maintains rigidity. En otras palabras,, ordinary PCB Board El sustrato no sólo se suaviza, deform, Fusión, Etc.., A alta temperatura.Al mismo tiempo, También muestra una fuerte disminución de las características mecánicas y eléctricas. En general, Tg de la placa superior a 130 grados, Tg alto suele ser superior a 170 grados, Tg medio superior a 150 grados. En general, los PCB con Tg de 170 °C se denominan PCB de alta Tg.. Con el aumento de Tg en el sustrato, Resistencia al calor, Resistencia a la humedad, Resistencia química, La estabilidad y otras características de la placa de circuito impreso mejorarán continuamente.Cuanto mayor sea el valor de Tg, Mejor resistencia a la temperatura de la placa de circuito, Especialmente en procesos sin plomo, Donde las aplicaciones de Tg alto son más comunes. Alta Tg significa alta resistencia al calor. Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, Especialmente los productos electrónicos representados por ordenador, El desarrollo de películas multicapa de alta funcionalidad y alta demanda de resistencia al calor de los materiales PCB Board Material de base como garantía importante.La aparición y el desarrollo de la tecnología de instalación de alta densidad ha logrado grandes logros. PCB Boards more and more inseparable from the support of the high heat resistance of the
substrate in terms of small aperture, Cableado fino, Adelgazamiento. Así que..., La diferencia entre el FR - 4 normal y el FR - 4 alto Tg es la resistencia mecánica, Estabilidad dimensional, Adhesión, Absorción de agua, Y la descomposición térmica de los materiales en estado térmico, Especialmente cuando se calienta después de la absorción de humedad. En varios casos, como la expansión, hay diferencias. Los productos de alta Tg son obviamente mejores que los productos ordinarios PCB Board Sustrato. Debido a la diferencia entre la distribución del patrón y el espesor del núcleo o las características del material, la expansión del núcleo con el patrón interno es diferente.. Cuando la distribución del patrón difiere del espesor del núcleo o de las características del material, Será diferente.. Cuando la distribución del patrón es relativamente uniforme, El mismo tipo de material. Se deformará. Distribución asimétrica o desigual PCB Board La estructura laminada puede dar lugar a una gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica de diferentes placas centrales., Deformación durante la laminación. El mecanismo de deformación puede explicarse por los siguientes principios. Supongamos que dos placas centrales con grandes diferencias de Cte son presionadas juntas por preimpregnados, Donde Cte de un tablero central es 1.5x10 - 5/„ƒ, Longitud del núcleo 1000 mm. El proceso de prensado se utiliza como prepreg para la hoja adhesiva, Las dos placas centrales se unen en tres etapas de ablandamiento, Flujo y llenado de gráficos, Y tratamiento. En este momento, the deformation of the two core plates are respectively △LA=(180℃~30℃)x1.5x10 - 5m/„ x1000 mm = 2.25 mm; △LB=(180℃~30℃)X2.5x10 - 5m/„ x1000mm = 3.75 mm. En el Estado libre, Dos placas centrales son largas y cortas, No interfieran entre sí, Y no se ha deformado. Cuando se presiona, Permanecerá a alta temperatura durante algún tiempo hasta que se haya curado completamente.. En este momento, La resina se solidifica y no puede fluir libremente.. Las dos placas centrales se unen. Cuando la temperatura cae, Si no hay Unión de resina interlaminar, El núcleo volverá a su longitud original sin deformación. Las dos placas centrales superiores se unen por resina curada a alta temperatura y no pueden contraerse arbitrariamente durante el enfriamiento.. El núcleo a debe contraerse 3.75 mm. De hecho,, Cuando la contracción es superior a 2.25 mm, it
will be hindered by the A core board. La fuerza entre las dos placas centrales es equilibrada, El núcleo de tipo B no puede contraerse a 3.75 mm, Contracción del núcleo de tipo a superior a 2.25mm, Coloque toda la placa en el núcleo B.

Placa de circuito impreso

2.2 Deformation caused during PCB processing
The reason for the deformation of the PCB Board El proceso de mecanizado es muy complejo y puede dividirse en dos tipos de estrés: estrés térmico y estrés mecánico.. De los cuales, El estrés térmico se produce principalmente en el proceso de prensado, El estrés mecánico se produce principalmente en el proceso de apilamiento, Tratamiento, Y una bandeja de hornear. La siguiente es una breve discusión en orden de flujo. Introducción de chapados de cobre: los chapados de cobre son de doble cara, Simetría estructural, sin gráficos. El coeficiente de expansión térmica de la lámina de cobre y la tela de vidrio es casi el mismo, Por lo tanto, en el proceso de prensado, la diferencia de Cte casi no causa deformación. Sin embargo,, El tamaño del laminador de cobre es grande, Diferencia de temperatura en diferentes áreas de la placa caliente, Esto dará lugar a una ligera diferencia en la velocidad y el grado de curado de la resina en diferentes áreas durante el proceso de prensado., Diferentes aumentos de temperatura. La viscosidad dinámica también es muy diferente a diferentes velocidades., Por lo tanto, debido a la diferencia en el proceso de curado, también se producirá el estrés local. En general, Esta presión se mantiene en equilibrio después de las compresiones, Pero en el futuro el proceso de mecanizado se liberará y deformará gradualmente.
Presión: presión PCB Board El proceso de estampado es el principal proceso de generación de estrés térmico. La deformación causada por diferentes materiales o estructuras se analiza en la sección anterior. Prensado similar al chapado de cobre, La diferencia en el proceso de curado también causa estrés local. PCB BoardDebido al espesor más grueso, el estrés térmico de s es mayor que el de la placa de cobre revestida., Distribución de patrones diversificados, Hay más preimpregnados. Estrés en la vida PCB Board Liberación durante la perforación posterior, Forma, O proceso de barbacoa, Causa deformación de la placa de circuito.
Proceso de cocción de la máscara de soldadura, Carácter, Etc..Debido a que las tintas de soldadura no se pueden apilar entre sí durante el curado, PCB BoardPonlo en un estante para curarlo.. La temperatura de la máscara de soldadura es de aproximadamente 150℃, Justo por encima del punto Tg del material Tg medio y bajo. Las resinas por encima del punto Tg tienen una alta elasticidad, Bajo la acción de su propio peso o el fuerte viento del horno, la placa se deforma fácilmente..
Nivelación de soldadura de aire caliente: la temperatura del horno de estaño es de 225℃ ~ 265℃, El tiempo de Nivelación de la soldadura de aire caliente de la placa ordinaria es 3S - 6s. La temperatura del aire caliente es de 280 ℃ ~ 300 ℃.. Después de nivelar la soldadura, La placa entra en el horno de estaño a temperatura ambiente, El lavado con agua tratada a temperatura ambiente se llevará a cabo en los dos minutos siguientes a la salida del horno.. Todo el proceso de Nivelación de soldadura de aire caliente es un proceso repentino de calentamiento y enfriamiento.
Debido a los diferentes materiales de la placa de circuito, Estructura desigual. El estrés térmico es inevitable en este proceso., Zona de deformación que resulta en deformación microscópica y deformación global.
Almacenamiento: almacenamiento PCB BoardEl embalaje en la fase de productos semiacabados suele insertarse firmemente en el estante., Ajuste inadecuado de la estanqueidad del marco, Alternativamente, el apilamiento de la placa durante el almacenamiento puede causar deformación mecánica de la placa. Especialmente para placas de menos de 2.0mm, El impacto es más grave. Además de los factores anteriores, Hay muchos factores que influyen PCB Board deformation.

Placa de circuito impreso

3. Improvement measures
So how can we prevent the board from bending and warping when the PCB Board A través del horno de reflow?
1) Reduce the influence of temperature on the stress of the board: Since temperature is the main stress of the board, Siempre que la temperatura del horno de reflow se reduzca o la velocidad de calentamiento y enfriamiento de la placa de circuito en el horno de reflow se ralentice, La flexión y el espesor de la placa se pueden reducir en gran medida. Se produjo una distorsión. Pero puede haber otros efectos secundarios.
2) Using high Tg plates: Tg is the glass transition temperature, O () o, La temperatura a la que el material pasa del vidrio al caucho. Menor valor de Tg, Cuanto más rápido se ablanda la placa después de entrar en el horno de reflow. And the time
to become soft rubber state will be longer, Por supuesto, la deformación de la placa de circuito será más grave. Las placas con Tg más alto aumentan el estrés y la deformación, Pero el precio de los materiales es relativamente alto.
3) Increase the thickness of the circuit board: In order to achieve the purpose of lighter and thinner for many electronic products, El espesor de esta tabla se ha mantenido en 1.0mm, 0.8 mm, Incluso 0.6 mm de espesor. Este espesor debe mantener la placa de circuito no deformada detrás del horno de reflow., Es muy difícil.. Si no se requieren luminancia y finura, se recomienda, El espesor de la placa puede ser de 1.6 mm, Esto puede reducirse considerablemente.Riesgo de flexión y deformación de la placa.
4) Reduce the size of the circuit board and reduce the number of panels: Since most of the reflow furnaces use chains to drive the circuit board forward, Debido al peso de la placa de Circuito, cuanto mayor es el tamaño de la placa de Circuito, mayor es la abolladura en el horno de reflow , Por lo tanto, trate de utilizar el lado largo de la placa de circuito como el lado largo de la placa de circuito en la cadena del horno de reflow, Por lo tanto, la depresión y la deformación causada por el peso de la placa de circuito se reducen., Organizar la Junta. La disminución de la cantidad también se basa en esta razón, O () o, A través del horno, Trate de utilizar el borde estrecho perpendicular a la dirección del horno para lograr la deformación cóncava.
5) Used furnace tray fixture: If the above methods are difficult to achieve, La bandeja se utiliza para reducir la deformación. La razón por la que la bandeja puede reducir la flexión de la placa de acero es si se expande térmicamente o se contrae en frío, Esperemos que la bandeja sostenga el tablero, espere a que la temperatura del tablero caiga por debajo de Tg, y luego comience a endurecerse de nuevo, Para mantener el tamaño del jardín. Si el soporte de una sola capa. La bandeja no puede reducir la deformación de la placa de circuito, Por lo tanto, es necesario a ñadir una capa de tapa para sujetar el tablero de circuitos a la bandeja superior e inferior, so as to greatly reduce the problem of the deformation of the
circuit board through the reflow furnace. Sin embargo,, La bandeja del horno es cara., Necesidad de colocar y reciclar paletas manualmente.
6) Use real connections and stamp holes instead of V-Cut's sub-board: Since V-Cut will destroy the structural strength of the board between the circuit boards, Trate de no usar un subconjunto de V - cut, O reducir la profundidad de corte en forma de V. Optimización PCB Board. Ingeniería de producción: la influencia de diferentes materiales en la deformación de la placa se tendrá en cuenta en la tasa de defectos de la placa de diferentes materiales. Deformación de materiales de baja Tg. La tasa de sedimentación es mayor que la de los materiales de alta Tg. Todos los materiales de alto Tg enumerados en el cuadro anterior son de tipo relleno., Coeficiente de expansión térmica inferior al material de baja Tg. Al mismo tiempo, Durante el proceso de prensado, Temperatura de cocción 150℃. Sin duda, el efecto será mayor que el del material Tg medio y alto.. El diseño de ingeniería debe evitar la asimetría de la estructura en la medida de lo posible, Asimetría material, Y diseño gráfico asimétrico para reducir la deformación. Al mismo tiempo, En el proceso de investigación, También se encuentra que la estructura laminada directa del núcleo es más fácil de deformar que la estructura laminada de cobre.. En el diseño de Ingeniería, La forma del marco del panel también tiene una gran influencia en la deformación..
En general, La planta de PCB tendrá un marco continuo de cobre grande y un marco discontinuo de puntos o bloques de cobre, También hay diferencias. La razón de la diferencia de deformación entre los dos tipos de marcos es la alta resistencia del marco de cobre continuo, Mayor rigidez en el proceso de prensado, Hacer difícil liberar el estrés residual en la placa, Después del mecanizado de la forma, la concentración de Liberación, Causar una deformación más grave. El marco de punto de cobre discontinuo libera gradualmente el estrés durante el prensado y el procesamiento posterior, La deformación de la chapa es menor después de la formación. Estos son algunos de los factores de influencia que pueden estar involucrados en el diseño de ingeniería..Debe ser flexible en ese momento. Puede reducir la influencia de la deformación causada por el diseño.

3.3 Compression research
The effect of pressing on deformation is very important. Configuración razonable de los parámetros, La selección de la prensa y el método de apilamiento pueden reducir eficazmente el estrés. Para el panel general con estructura simétrica, En el proceso de prensado, por lo general se debe prestar atención a la pila simétrica de placas., Y colocar simétricamente la placa de herramientas, el material de amortiguación y otras herramientas auxiliares. Al mismo tiempo, La selección de la prensa de un solo cuerpo caliente y caliente para estampar obviamente también ayuda a reducir el estrés térmico. In order for the hot and cold split press to transfer the plates to the cold press at high temperatures (above GT temperature), La pérdida de presión y el enfriamiento rápido del material por encima del punto Tg conducirán a la liberación rápida del estrés térmico y la deformación., La máquina integrada de calefacción y refrigeración puede reducir la temperatura al final del prensado en caliente y evitar la pérdida de presión de la placa a alta temperatura.. Al mismo tiempo, Satisfacer las necesidades especiales de los clientes, Inevitablemente aparecerán placas asimétricas de material o estructura. En este momento, Las deformaciones causadas por diferentes Cte analizadas en el artículo anterior serán evidentes. Para esta pregunta, Podemos tratar de resolver este problema usando el método de superposición asimétrica. El principio es utilizar la colocación asimétrica del material tampón para lograr PCB Board. Velocidad de calentamiento de doble cara diferente, Por lo tanto, la expansión y contracción de diferentes cipreses Cte en las etapas de calentamiento y enfriamiento se ven afectadas, y el problema de deformación inconsistente se resuelve.. Este es el resultado de la prueba en una placa asimétrica de nuestra empresa. Por superposición asimétrica, Además, el proceso de curado se añade después de la compactación., Y nivelar antes del envío, La placa de circuito finalmente cumple con los requisitos del cliente.Requisito de 0 mm.

3.4 Other Proceso de producciónes
In the PCB Board production process, Además de la presión, Varias técnicas de tratamiento de alta temperatura para máscaras de soldadura, Caracterización y nivelación del aire caliente. De los cuales, La temperatura de la máscara de soldadura y la placa horneada después del carácter es de 150 „ ƒ. Como se ha descrito anteriormente, Esta temperatura se encuentra en el material Tg ordinario. Por encima del punto Tg, El material está en un Estado de alta elasticidad y es fácil de deformar bajo fuerza externa.. Así que..., Evite apilar la placa para evitar que se doble cuando se seque., Asegúrese de que el plato está limpio al secarlo. La Dirección de la pieza de trabajo es paralela a la dirección de purga. En el proceso de nivelación del aire caliente, Debe asegurarse de que la placa de acero se enfríe en el horno de estaño durante más de 30 segundos para evitar la deformación repentina en frío causada por la limpieza en frío después del tratamiento a alta temperatura.. Además del proceso de producción, Almacenamiento PCB BoardS de cada estación también tiene cierta influencia en la deformación. En algunos fabricantes, Debido a la gran cantidad de productos que se producirán, el espacio es pequeño, Varias tablas apiladas juntas para su almacenamiento. Esto también puede conducir a la deformación de la placa de circuito debido a la fuerza externa. Desde PCB Board También tiene cierta plasticidad, Estas deformaciones no se restauran al 100% durante la nivelación posterior.

3.5 Leveling before shipment
Most PCB Board El fabricante llevará a cabo el proceso de Nivelación antes del envío. Esto se debe a que la deformación de la placa causada por la fuerza térmica o mecánica es inevitable en el proceso de mecanizado., Antes del envío, las placas se nivelarán mecánicamente o mediante horneado en caliente.. Puede mejorar eficazmente. Afectada por la resistencia al calor de las máscaras de soldadura y los recubrimientos superficiales, La temperatura de la bandeja de hornear general es inferior a 140„ƒƒ ~ 150„ƒ, Supera la temperatura Tg de los materiales comunes, Esto es muy bueno para la nivelación de placas comunes, Sin embargo, para materiales de alta Tg, el efecto de Nivelación no es obvio., Por lo tanto, para cada placa Tg alta seriamente deformada, La temperatura de la placa de horneado puede aumentarse adecuadamente, Pero depende principalmente de la calidad de la tinta y el recubrimiento. Al mismo tiempo, El método de prensado de la placa en el proceso de secado y el aumento del tiempo de refrigeración en el horno también tienen cierta influencia en la deformación.. A partir de los resultados de las pruebas de Nivelación PCB Board, Se puede ver que el aumento del peso y la prolongación del tiempo de refrigeración en el horno tienen un efecto significativo en la rugosidad de la deformación..