точная сборка PCB, высокочастотная PCB, высокоскоростная PCB, стандартная PCB, многослойная PCB и PCBA.
Самая надежная фабрика по обслуживанию печатных плат и печатных плат.
Новости PCB
Анализ причин деформации платы печатной платы и пути ее устранения
Новости PCB
Анализ причин деформации платы печатной платы и пути ее устранения

Анализ причин деформации платы печатной платы и пути ее устранения

2021-12-28
View:191
Author:pcb

Когда? печатная плата undergo reflow soldering, Большинство из них легко изгибаются и деформируются.. In severe cases, it may even cause compодинnts such as empty soldering and tombstones. How to overcome it?

1. The hazards of circuit board деформацияation
In the automated surface mount line, if the circuit board is not flat, it will cause inaccurate positioning, Невозможно вставить или удалить детали, and even the automatic insertion machine will be damaged. плата цепи, and the component feet are difficult to cut neatly. Неспособность правления. поэтому, сборочный завод столкнулся с короблением платы.It is very annoying. текущая технология укладки поверхности, high speed, ум, which puts forward higher flatness requirements for boards that are home to various components. в стандарте IPC, it is specifically pointed out that the allowable deformation of the board with surface mount devices is 0.75%, and the allowable deformation of PCB boards without surface mount is 1.5%. In order to meet the requirements of high precision and high speed placement, Некоторые производители электронных сборок имеют более строгие требования. The PCB board is composed of copper foil, resin, glass cloth and other materials. тело. After being pressed together, thermal stress will inevitably occur, which will cause deformation. одновременно, in the process of PCB processing, оно, mechanical cutting, wet treatment, сорт.процессы также окажут существенное воздействие на окружающую среду. In short, причина деформации. How to reduce or eliminate the deformation due to different material characteristics or processing has become one of the complex problems faced by PCB board manufacturers. one.

PCB Board

2. Анализ причин деформации

Деформацию печатной платы необходимо изучать с нескольких аспектов, таких как материал, структура, распределение рисунка, процесс обработки, сортировка. в данной статье анализируются и интерпретируются различные причины и проявления, которые могут проявляться к формированию. Неровная поверхность меди на печатной плате усугубит изгиб и деформацию платы. В общем, на плате предусмотрена большая площадь медной фольги для заземления. Когда эта медная фольга большой площади распределена неравномерно на одной и той же печатной плате, это приводит к неоднородному поглощению тепла и охлаждению. Конечно, также расширится плата. Холодная усадка. Если расширение и повреждение не сочетаются друг с другом, это вызовет различное напряжение и деформацию. Сейчас, если температура доски достигла верхнего предела значения Tg, заседание начинается..Начинают размягчаться, вызывают деформацию. Точки соединения (переходные отверстия, переходные отверстия) каждого слоя на печатной плате будут ограничивать расширение и сжатие платы. Сегодняшние печатные платы в основном многослойные, и между слоями есть точки соединения (переходные отверстия) в виде заклепок, и точки соединения снова делятся на сквозные отверстия, слепое отверстие, где есть точки соединения, влияние расширения и восстановления членского состава. Совет будет ограничено, и это также косвенно приведет к изгибу и деформации доски. вес доски Деформирует вмятину доски. В общем, будет печь обратного тока в возвратной печи передней приводной платы, то есть обе стороны плиты опорными точками. Если на доске есть тяжелые детали, или если плата слишком большая, в середине будет видно углубление из-за размера самой доски, изгиб платы. Глубина V-Cut и видео соединения бара В основном, В - Кут виновник нарушения структуры соединения. Потому что V-образный надрез вырезает паз на оригинальной большой доске, поэтому место V-Cut подвержено деформации.


2.1 Analysis of the influence of the material, структура, and graphics on the deformation of the plate
The PCB board is formed by pressing the core board and the prepreg and the outer copper foil. деформация при давлении на пластину сердечника и медную фольгу. 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 ordinary FR-4 substrate is at the Z-direction CTE below the Tg point; above the TG point is (250~350)X10-6, X ориентация CTE вызвана наличием стеклянной ткани, generally with copper foil is similar. Примечание По пункту TG: когда температура печатного листа высокого уровня TG возрастает до какого - либо региона, the substrate will change from "glassy" to "rubbery", and the temperature at this time is called the glass transition temperature (Tg) of the board. That is, Tg is the temperature (°C) at which the base material maintains rigidity. Иными словами, ordinary PCB board substrate materials will not only soften, deform, melt, etc., at high temperatures.одновременно, it is also manifested in a sharp decline in mechanical and electrical characteristics. Generally, the Tg of the plate is more than 130 degrees, высокий Tg обычно больше 170 градусов, and the medium Tg is about greater than 150 degrees. как правило, печатная плата PCB Tg 170°C известна как высокая печатная плата Tg. As the Tg of the substrate increases, теплостойкость, moisture resistance, химическая стойкость, stability and other characteristics of the printed board will be improved and improved.Чем выше значение TG, the better the temperature resistance of the board, особенно в технологии без свинца, where high Tg applications are more common. высокий уровень теплостойкости. With the rapid development of the electronics industry, в частности, компьютерные продукты, the development of high functionality and high multilayers requires higher heat resistance of PCB board substrate materials as an important guarantee.The emergence and development of the representative high-density mounting technology has made PCB boards more and more inseparable from the support of the high heat resistance of the
substrate in terms of small aperture, fine wiring, уменьшение суммы. Therefore, разница между обычным FR - 4 и высоким Tg FR - 4 в механической прочности, dimensional stability, прилипание, water absorption, термическое разложение материала в горячем состоянии, especially when heated after moisture absorption. в различных ситуациях, таких, как расширение, есть различия. High Tg products are obviously better than ordinary PCB board substrate materials. из - за различий в распределении рисунков и толщине листов сердечника или свойствах материала, расширение листов с внутренним слоем различно. When the pattern distribution is different from the thickness of the core board or the material characteristics, Это будет по - другому. When the pattern distribution is relatively uniform, одинаковый тип материала. он изменится.. The asymmetry or uneven pattern distribution of the PCB board laminate structure will cause the CTE of different core boards to vary greatly, вызывать деформацию в процессе стратификации. The deformation mechanism can be explained by the following principles. Предположим, что две таблетки CTE сильно отличаются друг от друга, предварительно пропитанные, где A Основная панель CTE% 1.5x10-5/полоть крест, and the core board length is 1000mm. предварительное выщелачивание в процессе прессования, and the two core boards are bonded together through three stages of softening, поток и полный график, and curing. сейчас, the deformation of the two core plates are respectively ³LA=(180„ƒ~30„ƒ)x1.5x10 - 5m/„ƒX1000mm=2.25mm; ³LB=(180„ƒ~30„ƒ)X2.5X10-5M/крестовина X1000mm = 3.75 мм. в свободной области, the two core plates are long and short, не вмешиваться друг в друга, and have not yet deformed. время нажатия, it will be kept at high temperature for a period of time until the semi-cured is completely cured. сейчас, the resin becomes a cured state and cannot flow at will. Эти две основные доски объединены. When the temperature drops, Если нет межпластовой смолы, the core The board will return to its original length without deformation. верхние две таблетки клеятся при высокой температуре из отвержденной смолы, в процессе охлаждения не могут свободно сужаться.. The A core board should shrink by 3.75mm. In fact, когда усадка больше 2.25mm, it
will be hindered by the A core board. The force between the two core plates is balanced, таблетка б 3 не может быть усадка.75mm, сжатие таблеток типа а более 2.25mm, поставить всю панель лицом к стержню типа в.

печатная плата

2.2 Deformation caused during PCB processing
The reason for the deformation of the PCB board processing process is very complicated and can be divided into two types of stress: thermal stress and mechanical stress. среди, the thermal stress is mainly generated during the pressing process, механическое напряжение возникает главным образом в процессе укладки, handling, есть духовка. The following is a brief discussion in the order of the process. вводный бронзовый лист: бронзовый лист двухсторонний, with symmetrical structure and no graphics. коэффициент теплового расширения медной фольги и стеклянной ткани почти одинаковый, so there is almost no deformation caused by the difference in CTE during the pressing process. Однако, the size of the copper clad laminate press is large, разность температур в различных областях теплопластины, which will cause slight differences in the curing speed and degree of the resin in different areas during the pressing process, повышение температуры. There are also large differences in dynamic viscosity at different speeds, Таким образом, различия в процессе затвердевания могут также вызывать локальное напряжение. Generally, это давление будет сохранять равновесие после нажатия, but will gradually release and deform in future processing.
прессование: процесс прессования плит PCB является основным процессом, вызывающим тепловое напряжение. деформация, вызванная различными материалами или конструкциями, как показано в анализе, приведенном в предыдущем разделе. Similar to the pressing of copper clad laminates, различия в процессе отверждения также могут вызывать локальное напряжение. PCB boards have more thermal stress than copper clad laminates because of thicker thickness, диверсифицированная структура распределения, and more prepregs. напряжение в панелях PCB высвобождается в ходе последующего бурения, shape, процесс барбекю, causing the board to deform.
технология сушки сварочного фотошаблона, characters, etc.: Since solder mask inks cannot be stacked on top of each other when they are cured, PCB плита будет помещена в корпус для отверждения. температура сварочного фотошаблона около 150°C, which just exceeds the Tg point of medium and low Tg materials. смола выше точки Tg имеет высокую эластичность, and the plate is easily deformed under the action of its own weight or the strong wind of the oven.
каупер припой плоский: оловянная температура 225 ~ ~ 1313135г., and the time is 3S-6S when the ordinary board hot-air solder leveling. температура горячего воздуха составляет 280 ~ 300 °C. When the solder is leveled, пластина поступает в печь с комнатной температурой, and the post-treatment water washing at room temperature will be carried out within two minutes after being out of the furnace. весь процесс выравнивания потока горячего припоя представляет собой неожиданный процесс нагрева и охлаждения.
из - за материала платы, the structure is uneven. в этом процессе неизбежно возникает тепловое напряжение, leading to microscopic strain and overall deformation warping zone.
хранение: PCB панель хранения на стадии полуфабриката обычно прочно вставляется в полку, недостаточная прочность полки, or the stacking of the boards during the storage process will cause mechanical deformation of the boards. особенно для листов ниже 2.0mm, более серьезное влияние. In addition to the above factors, Факторы, влияющие на деформацию панелей PCB.

pcb

3. Improvement measures
So how can we prevent the board from bending and warping when the PCB board passes through the reflow furnace?
1) Reduce the influence of temperature on the stress of the board: Since temperature is the main stress of the board, только снижается температура в рефлюксной сварной печи, или же снижается скорость нагрева и охлаждения платы в рефлюксной сварной печи, the bending and the plate can be greatly reduced. произошло коробление.. But there may be other side effects.
2) Using high Tg plates: Tg is the glass transition temperature, that is, температура материала от стекла к резине. The lower the Tg value, скорость размягчения листов при входе в печь обратного тока. And the time
to become soft rubber state will be longer, Конечно, деформация платы будет более серьезной. Using a higher Tg sheet can increase its stress and deformation, Но цены на материалы относительно высокие.
3) Increase the thickness of the circuit board: In order to achieve the purpose of lighter and thinner for many electronic products, толщина этой доски сохранена..0mm, 0.8 мм, or even 0.толщина 6 мм. This thickness should keep the board after the reflow furnace It is not deformed, Это очень трудно. It is recommended that if there is no requirement for lightness and thinness, толщина плиты может составлять 1.6mm, Это можно значительно сократить.Risk of bending and deformation of the plate.
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, the larger the size of the circuit board will be dented in the reflow furnace due to its own weight , Поэтому Попробуйте использовать длинный край платы как длинный край платы в цепи обратной сварки, so as to reduce the depression and deformation caused by the weight of the circuit board itself, организовать правление. The reduction in the number is also based on this reason, that is, when passing the furnace, постарайтесь использовать узкий край вертикально в направлении топки, чтобы достичь вогнутой деформации.
5) Used furnace tray fixture: If the above methods are difficult to achieve, плита используется для уменьшения деформации. The reason why the furnace tray can reduce the bending of the plate is because whether it is thermal expansion or cold contraction, желательно, чтобы лоток удерживал платы, ждал, пока температура платы ниже уровня Тg, а затем снова начал твердеть, чтобы сохранить размер сада. If the single-layer support. лоток не может уменьшить деформацию платы, so it is necessary to add a layer of cover to clamp the circuit board with the upper and lower trays, so as to greatly reduce the problem of the deformation of the
circuit board through the reflow furnace. However, поднос духовки очень дорогой, and manual placement and recycling of the trays are required.
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, try not to use V-Cut's sub-board, или уменьшить глубину v - образной резки. Optimization in PCB board. производственные работы: влияние различных материалов на деформацию листов будет включать в себя коэффициент дефектности различных листов. Deformation of low Tg materials. материал с более высокой скоростью осаждения. The high Tg materials listed in the above table are all filler-shaped materials, материал с коэффициентом термического расширения менее чем на Tg. одновременно, during the processing after pressing, температура выпечки составляет 150°C. The impact will definitely be greater than that of medium and high Tg materials. при проектировании проекта следует избегать структурных асимметрий, material asymmetry, и графический асимметричный дизайн, чтобы уменьшить деформацию. At the same time, в процессе исследования, it was also found that the core plate directly laminated structure is easier to deform than the copper foil laminated structure. In engineering design, форма врезки также оказывает большое влияние на деформацию.
Generally, завод PCB будет иметь непрерывную медную рамку и прерывную медную точку или бронзовую рамку, and there are also different differences. The reason why the deformation of the two frame forms is different is because of the strength of the continuous copper frame High, the rigidity is relatively large in the process of pressing and splicing, затруднять высвобождение остаточного напряжения в пластине, после обработки формы, resulting in more serious deformation. The discontinuous copper dot frame gradually releases the stress during the pressing and subsequent processing, and the veneer deforms less after the shape. вышеуказанные факторы могут повлиять на проектирование объекта.Use it flexibly at the time. It can reduce the influence of deformation caused by the design.

3.3 Compression research
The effect of pressing on deformation is very important. Reasonable parameter settings, выбор и укладка пресса могут эффективно снизить напряжение. For general panels with symmetrical structure, при прессовании обычно нужно обращать внимание на симметричный укладка листов, and to place auxiliary tools such as tool panels and cushioning materials symmetrically. At the same time, choosing a hot and cold integrated press to press is also obviously helpful to reduce thermal stress. In order for the hot and cold split press to transfer the plates to the cold press at high temperatures (above GT temperature), потеря давления и быстрое охлаждение материала выше точки Tg приведет к быстрому высвобождению теплового напряжения и деформации, while the cold and hot integrated press can Realize the temperature reduction at the end of the hot pressing to avoid the pressure loss of the plate under high temperature. At the same time, for the special needs of customers, it is inevitable that there will be some plates with asymmetrical materials or structures. At this time, изменения, вызванные различиями в CTE, проанализированными в предыдущей статье, будут очень очевидны. For this problem, we can try to solve this problem by using an asymmetric stacking method. The principle is to use the asymmetric placement of the buffer material to reach the PCB board. двухсторонний подогрев, which affects the expansion and contraction of different CTE core cypress trees in the heating and cooling stages to solve the problem of inconsistent deformation. It is the test result on a certain structural asymmetric plate of our company. Through the asymmetric stacking method, технология затвердевания после прессования, and leveling before shipment, панель наконец - то встретила клиента 2.0mm requirements.

3.4 Other production processes
In the PCB board production process, in addition to pressing, there are several high-temperature processing processes of solder mask, characterization and hot air leveling. Among them, знак за сварной маска и сушильная плита температура 150 × 133х14 · 14 · 13 · 14 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13 · 13. Как указывалось выше, this temperature is in the ordinary Tg material. Above the Tg point, the material is in a highly elastic state and is easily deformed under external force. Therefore, avoid stacking the plates to prevent the lower plate from being bent when drying the plates, and ensure the plates when drying the plates. The direction of the piece is parallel to the blowing direction. In the hot air leveling process, it is necessary to ensure that the plate is placed in the tin furnace for cooling for more than 30 seconds to avoid sudden cold deformation caused by cold water washing after post-processing at high temperature. Помимо производственного процесса, the storage of PCB boards at each station also has a certain impact on the deformation. В некоторых производителях, due to the large number of products to be produced and the small space, multiple boards are stacked together for storage. This will also cause the board to be deformed by external forces. Потому что PCB пластины также имеют определенную пластичность, these deformations will not be 100% restored in the subsequent leveling process.

3.5 Выравнивание перед отправкой

Большинство производителей печатных плат проводят процесс выравнивания перед отправкой. Это связано с тем, что деформация плиты, вызванная теплом или механической силой, неизбежно произойдет в процессе обработки, и плита будет выровнена механическим выравниванием или термическим обжигом перед отправкой. Можно эффективно улучшить. Из-за термостойкости паяльной маски и поверхностного слоя покрытия, температура общего противня ниже 140°С~150°С, температура обычного материала очень благоприятна для выравнивания обычных досок, но Эффект выравнивания для материалов с высокой Tg не так очевиден, поэтому на отдельных платах с высокой Tg с серьезным короблением можно соответствующим образом увеличить температуру противня, но главное качество краски и покрытия. Вместе с тем определенное влияние на деформацию оказывает также способ прессования плиты при сушке и увеличение времени охлаждения с печью. Из результатов испытаний выравнивающего эффекта печатной платы видно, что увеличение веса и увеличение времени охлаждения печи оказывают значительное влияние на выравнивание деформации.