Thông tin PCB - Nguyên nhân phổ biến và phương pháp tránh biến dạng PCB

PCB warping là một thuật ngữ được sử dụng trong ngành công nghiệp. Trên thực tế, nó đề cập đến việc uốn cong của một PCB phẳng, còn được gọi là uốn cong. Trong các trường hợp nghiêm trọng, sự uốn cong hơi giống như một cây cầu cung.

Trong sản xuất thực tế, PCB không 100% phẳng và hơi uốn cong. Chúng ta có thể đánh giá warpage của PCB bằng "warpage".

Theo tiêu chuẩn IPC, PCB warpage được lắp đặt phải là 0,75%, đó là một sản phẩm đủ điều kiện. Đó là, nếu PCB biến dạng vượt quá 0,75%, nó sẽ được đánh giá là biến dạng và không đủ điều kiện. Các tấm PCB không cần được lắp đặt (chỉ chứa các thành phần plug-in), các yêu cầu về độ phẳng thấp hơn và sự cong có thể được thư giãn đến â ¢ 1,5%.

Trên thực tế, để đáp ứng các yêu cầu lắp đặt chính xác cao và tốc độ cao, một số nhà sản xuất có yêu cầu nghiêm ngặt hơn về PCB warpage, với yêu cầu về warpage - 0,5%, và thậm chí cho các yêu cầu cá nhân - 0,3%.

Làm thế nào để tính toán PCB warpage?

1. Warpage = Chiều cao warpage / chiều dài cạnh

Theo công thức tính toán này, chúng tôi thường sử dụng hai phương pháp sau để phát hiện PCB warpage:

Phương pháp đầu tiên là phương pháp phát hiện phổ biến - phương pháp phát hiện đá cẩm thạch. Nó được đo trực tiếp bằng đá cẩm thạch, bởi vì đá cẩm thạch tương đối phẳng (hoặc sử dụng tấm thủy tinh có độ dày 5mm). Hoạt động đo lường cụ thể là đặt PCB phẳng trên đá cẩm thạch, với bốn góc chạm vào mặt đất, đo chiều cao vòm quanh ở giữa PCB và chiều dài đường chéo của PCB, và sau đó chia chiều cao vòm quanh bằng chiều dài đường chéo của PCB để có được PCB warpage.

Phương pháp thứ hai là phương pháp đo tiên tiến nhất - phương pháp phát hiện quang học. Thiết bị được sử dụng là máy đo phẳng. Nó sử dụng nguyên tắc can thiệp quang học để đo lường PCB warpage, và độ chính xác có thể đạt 0,1mil (2,54 μm)

2. Những mối nguy hiểm của biến dạng PCB là gì?

Quá nhiều warpage sẽ không chỉ ảnh hưởng đến bộ gắn SMT, mà còn ảnh hưởng đến độ tin cậy của bộ gắn SMT.

Đối với các bảng PCB không có bản vá, sự uốn cong của bảng sẽ khiến pin của các thành phần plug-in trên bảng khó cắt phẳng và bảng PCBA tự nhiên sẽ không thể được cài đặt trên khung gầm hoặc ổ cắm tương ứng trong máy, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến độ tin cậy của toàn bộ máy. Do đó, nhà máy lắp ráp rất mệt mỏi với việc gặp phải biến dạng tấm.

Đối với các tấm PCB yêu cầu vị trí, bảng cong sẽ không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng vị trí, mà còn có thể làm hỏng thiết bị SMT. Trong dây chuyền sản xuất SMT tự động, nếu bảng PCB không phẳng, sẽ khó chải hoặc không thể chải dán hàn, và nó cũng sẽ gây ra vị trí không chính xác, điều này sẽ dẫn đến các thành phần không thể được gắn trên pad liên kết, hoặc thậm chí làm hỏng máy chèn tự động.

3. Sự uốn cong gây ra như thế nào? 8 nguyên nhân phổ biến

Có rất nhiều lý do cho sự uốn cong tấm. Nói chung, nó chủ yếu là do nhà sản xuất và phía thiết kế.

Có nhiều lý do gây ra sự cong mạch do nhà sản xuất gây ra, và các nguyên nhân phổ biến là như sau:

1. Không có bảng nướng được thực hiện sau khi vật liệu được mở, hoặc thời gian bảng nướng không đủ. 2. V-CUT quá sâu, gây ra cắt V ở cả hai bên bị cong. 3. Giá trị TG của tấm quá thấp, và tấm dễ làm mềm, dẫn đến nhiệt độ cao không thể chấp nhận được và biến dạng tấm.

4. Độ dày tấm ít hơn 1,0mm, và quá trình uốn cong tấm ép lạnh không trưởng thành trước khi vận chuyển, dẫn đến uốn cong tấm.

Nguyên nhân phổ biến của mạch cong ở cuối thiết kế kỹ thuật là như sau:

1. Khu vực bề mặt đồng trên bảng mạch không đồng đều, với nhiều hơn ở một bên và ít hơn ở bên kia. Sự căng thẳng bề mặt ở những nơi có đường thẳng sẽ yếu hơn ở những nơi có đường thẳng dày đặc, điều này sẽ dẫn đến biến dạng tấm khi các đường thẳng quá nóng. 2. Do mối quan hệ môi trường hoặc trở kháng đặc biệt, cấu trúc lớp có thể không đối xứng, dẫn đến biến dạng. 3. Vị trí rỗng của bản thân bảng là quá lớn và nhiều, và nó dễ bị cong khi nhiệt độ quá cao. 4. Số lượng các tấm là quá nhiều và không gian giữa các tấm là rỗng, đặc biệt là đối với các tấm chữ nhật, dễ bị cong.

4. Để tránh biến dạng, các kỹ sư thiết kế PCB nên làm điều này!

Hàng khô!

Theo phản hồi của khách hàng Huaqiu, có một số phương pháp phổ biến để cải thiện hoặc tránh biến dạng tấm ở cuối thiết kế:

Phương pháp 1: Đặt đồng vào bảng để tăng căng thẳng trên bề mặt bảng

Khi chiều dài bảng vượt quá 80mm, và không có đồng trong bảng, và bảng mỏng (độ dày bảng ít hơn 1,0mm), bảng sẽ bị cong. (Đây là về vật liệu FR4)

Trước khi bảng được vải bằng đồng

Gợi ý của biên tập viên là đặt đồng trong bảng để tăng căng thẳng trên bề mặt bảng mà không ảnh hưởng đến chức năng. Nếu đồng không thể được đặt trong bảng và bảng không thể được làm dày, tấm ép chỉ có thể được sử dụng để uốn cong. (Các tài liệu được vẽ bởi tác giả một cách ngẫu nhiên, chỉ để tham khảo)

Sau khi bảng được vải bằng đồng

Phương pháp 2: Đặt đồng trên khu vực rỗng và xử lý cạnh

Khi bảng có quá nhiều vị trí rỗng và bảng quá lớn, hàn chảy lại quá mức sẽ dễ dàng uốn cong.

Rỗng không được vỏ bằng đồng

Gợi ý của biên tập viên là: đặt đồng trong khu vực rỗng để giảm sự cong của bảng; Ngoài ra, với điều kiện chức năng của bảng không bị ảnh hưởng nội bộ, đồng cũng được vạch; Cuối cùng, được đề nghị rằng cạnh quá trình nên được vải bằng đồng.

Sau khi đặt đồng trên rỗng

Phương pháp 3: Tấm lõi và tấm PP là của cùng một thương hiệu

Tấm lõi và tấm PP của bảng đa lớp phải có cùng một thương hiệu, nếu không bảng sẽ bị biến dạng.

Ví dụ, sáu lớp tấm có các tấm pp không đối xứng: 2-3 tấm cốt lõi có các tấm pp mỏng, 4-5 tấm cốt lõi có các tấm pp dày, và các tấm sẽ cong khi được ép ra. Do đó, tấm lõi và tấm PP phải có cùng một thương hiệu để đảm bảo cùng một độ dày và đảm bảo sự đối xứng của tấm PP của PCB đa lớp.

5. Điều trị PCB biến dạng Do nhiều lý do khác nhau, chẳng hạn như thiết kế không hợp lý và các biện pháp phòng ngừa biến dạng không được đáp ứng, PCB cuối cùng xuất hiện biến dạng. Chúng ta nên làm gì?

Nhà sản xuất có thể đặt các tấm không đủ điều kiện vào lò nướng, nướng chúng trong 3-6 giờ ở 150 â ¢ và dưới áp lực nặng, và làm mát chúng một cách tự nhiên dưới áp lực nặng; Sau đó, lấy ra các tấm bằng cách giảm áp lực, và kiểm tra độ phẳng, để một số tấm có thể được lưu. Một số bảng cần hai hoặc ba lần nướng và ép để được phẳng. Nếu bảng vẫn bị biến dạng sau khi nướng và ép lặp đi lặp lại, nó chỉ có thể bị phế thải.

Sự biến dạng bảng là một vấn đề không thể tránh khỏi trong sản xuất PCB, đặc biệt là trong sản xuất hàng loạt. Để giảm khả năng biến dạng tấm, các nhà thiết kế có thể xem xét đặt đồng càng nhiều càng tốt dưới tiền đề cho phép chi phí; Tuy nhiên, các nhà sản xuất có thể chọn các tấm A-grade chất lượng cao và tối ưu hóa quy trình sản xuất để tránh biến dạng.

Là một nhà sản xuất PCB nổi tiếng ở Trung Quốc, iPCB Circuit áp dụng các thương hiệu nổi tiếng trong nước của bảng PCB, và hầu hết trong số họ sử dụng bảng PCB TG150 chất lượng cao để tránh biến dạng bảng trong quá trình hàn sóng. Ngay cả khi khách hàng chọn TG130, iPCB vẫn sử dụng bảng PCB TG150, nhưng tính phí theo giá của TG130, và làm một công việc tốt với bất kỳ chi phí nào!

Ngoài ra, để đảm bảo chất lượng cao, tất cả các PCB trong iPCB sẽ được nướng trong ít nhất 4 giờ sau khi mở. Do thiết kế của bản thân bảng, PCB biến dạng xảy ra. Huaqiu cũng có một giải pháp trưởng thành, đặc biệt là quá trình ép lạnh của nó rất trưởng thành.