SMT ( Печатная плата в сборе, PCBA) также называется технологией поверхностного монтажа. В процессе производства паяльная паста нагревается и плавится в среде нагрева, так что контактные площадки печатной платы надежно соединяются с компонентами для поверхностного монтажа через сплав паяльной пасты. Мы называем этот процесс пайкой оплавлением. Большинство печатных плат склонны к изгибу и деформации при пайке оплавлением (оплавлением). В тяжелых случаях это может даже вызвать такие компоненты, как пустая пайка и надгробия. На автоматизированной сборочной линии, если печатная плата фабрики печатных плат не является плоской, это приведет к неточному позиционированию, компоненты не могут быть вставлены в отверстия и контактные площадки платы, и даже автомат для вставки будет поврежден. Плата с компонентами изгибается после сварки, а ножки компонентов трудно аккуратно разрезать. Плата не может быть установлена на шасси или в розетку внутри машины, поэтому для сборочного предприятия также очень неприятно столкнуться с деформацией платы. В настоящее время печатные платы вступили в эру поверхностного монтажа и монтажа микросхем, и сборочные предприятия должны предъявлять все более строгие требования к деформации плат.
В соответствии с IPC-6012 (издание 1996 г.) США "Технические характеристики и технические характеристики для Жесткие печатные платы ", максимально допустимое коробление и деформация для печатных плат для поверхностного монтажа составляет 0,75%, а для других плат - 1,5%. По сравнению с IPC-RB-276 (издание 1992 г.) это улучшило требования к печатным платам для поверхностного монтажа. В настоящее время коробление, допускаемое различными заводами по сборке электроники, независимо от двустороннего или многослойного, толщиной 1,6 мм, обычно составляет 0,70 ~ 0,75%.
Для многих плат SMT и BGA это требование составляет 0,5%. Некоторые электронные заводы призывают повысить норму коробления до 0,3%. Метод испытания коробления соответствует GB4677.5-84 или IPC-TM-650.2.4.22B. Поместите печатную плату на проверенную платформу, вставьте испытательный штифт в место, где степень деформации является наибольшей, и разделите диаметр испытательного штифта на длину изогнутого края печатной платы, чтобы рассчитать деформацию деформации. печатная плата. Искривления больше нет.
Итак, в процессе производства печатных плат, каковы причины прогиба и коробления доски?
Причины изгиба каждой пластины и деформации пластины могут быть разными, но все это следует отнести к нагрузке, приложенной к пластине, которая превышает напряжение, которое может выдержать материал пластины. Когда плита подвергается неравномерному напряжению или когда способность каждого места на доске противостоять нагрузке неодинакова, происходит изгиб плиты и коробление плиты. Ниже приводится краткое изложение четырех основных причин изгиба и деформации пластины.
1. Неровная поверхность меди на печатной плате ухудшит изгиб и деформацию платы.
Как правило, для заземления на печатной плате используется большая площадь медной фольги. Иногда на слой Vcc также наносится большая площадь из медной фольги. Когда эта медная фольга большой площади не может быть равномерно распределена на одной печатной плате. В это время это вызовет проблему неравномерного поглощения тепла и рассеивания тепла. Конечно, печатная плата также будет расширяться и сжиматься при нагревании. Если расширение и сжатие не могут выполняться одновременно, это вызовет разное напряжение и деформацию. В это время, если температура доски достигает верхнего предела значения Tg, плита начинает размягчаться, вызывая необратимую деформацию.
2. Вес самой печатной платы вызовет вмятину и деформацию платы.
Обычно в печи оплавления используется цепь для перемещения печатной платы вперед в печи оплавления, то есть две стороны платы используются как точки опоры для поддержки всей платы. Если на доске есть тяжелые детали или размер доски слишком большой, в середине будет видна выемка из-за количества семян, что приведет к изгибу пластины.
3. Глубина V-образного пропила и соединительной планки повлияет на деформацию лобзика.
По сути, V-Cut является виновником, который разрушает структуру доски, потому что V-Cut прорезает V-образные канавки на исходном большом листе, поэтому V-Cut склонен к деформации.
4. Точки соединения (переходные отверстия) каждого слоя на печатной плате ограничивают расширение и сжатие платы.
Сегодняшние печатные платы в основном многослойные, и между слоями будут заклепочные точки соединения (переходы). Точки подключения делятся на сквозные, глухие и заглубленные. Там, где есть точки подключения, плата будет ограничена. Эффект расширения и сжатия также косвенно вызывает изгиб и коробление листа.
Итак, как мы можем лучше предотвратить проблему деформации платы во время производственного процесса? Вот несколько эффективных методов, которые, я надеюсь, могут вам помочь.
1. Уменьшите влияние температуры на напряжение доски.
Поскольку «температура» является основным источником напряжения платы, до тех пор, пока температура печи оплавления снижается или скорость нагрева и охлаждения платы в печи оплавления замедляется, возникновение изгиба и коробления плиты может быть очень значительным. уменьшенный. Однако могут возникнуть и другие побочные эффекты, например, короткое замыкание припоя.
2. Использование листа с высоким Tg
Tg - это температура стеклования, то есть температура, при которой материал переходит из состояния стекла в состояние резины. Чем ниже значение Tg материала, тем быстрее плита начинает размягчаться после входа в печь для оплавления, и время, необходимое для перехода в состояние мягкой резины. Оно также станет больше, и деформация плиты, конечно же, будет более серьезной. . Использование листа с более высокой Tg может повысить его способность противостоять нагрузкам и деформации, но цена соответствующего материала также выше.
3. Увеличьте толщину печатной платы. Чтобы сделать многие электронные продукты легче и тоньше, толщина платы осталась 1,0 мм, 0,8 мм или даже 0,6 мм. Такая толщина должна препятствовать деформации плиты после оплавления печи, что действительно сложно. Если нет требований к легкости и тонкости, рекомендуется, чтобы толщина доски составляла 1,6 мм, что может значительно снизить риск изгиба и деформации доски. 4. Уменьшите размер печатной платы и уменьшите количество головоломок. Поскольку в большинстве печей оплавления используются цепи для перемещения печатной платы вперед, больший размер печатной платы будет обусловлен ее собственным весом, вмятиной и деформацией в печи оплавления, поэтому постарайтесь поставить длинную сторону печатной платы. как край доски. В цепи печи оплавления можно уменьшить вдавливание и деформацию, вызванные весом печатной платы. Уменьшение количества панелей также основано на этой причине. То есть, проходя мимо печи, старайтесь использовать узкую кромку, чтобы пройти в направлении печи как можно дальше. Величина депрессивной деформации. 5. Используемое приспособление для поддона печи. Если вышеперечисленные методы труднодостижимы, последним является использование держателя оплавления / шаблона для уменьшения степени деформации. Причина, по которой держатель / шаблон оплавления может уменьшить изгиб пластины, заключается в том, что есть надежда, будь то тепловое расширение или холодное сжатие. Лоток может удерживать печатную плату и ждать, пока температура печатной платы не опустится ниже значения Tg, и снова начнет затвердевать, а также может сохранить исходный размер. Если однослойный поддон не может уменьшить деформацию печатной платы, необходимо добавить крышку, чтобы закрепить печатную плату с верхним и нижним поддонами. Это может значительно снизить проблему деформации печатной платы в печи оплавления. Однако этот печной поддон довольно дорогой, и для его размещения и переработки требуется ручной труд. 6. Используйте Router вместо V-Cut, чтобы использовать дополнительную плату. Так как V-Cut нарушит конструктивную прочность платы между монтажными платами, постарайтесь не использовать дополнительную плату V-Cut или уменьшить глубину V-Cut.
7. В инженерном проектировании учитываются три момента: A. Расположение межслойных препрегов должно быть симметричным, например, для шестислойных плит толщина между 1-2 и 5-6 слоями и количество препрегов должны быть одинаковыми, в противном случае после ламинирования их легко покоробить. Б. Для многослойного сердечника и препрега следует использовать продукцию одного и того же поставщика. C. Область рисунка схемы на стороне A и стороне B внешнего слоя должна быть как можно ближе. Если сторона A представляет собой большую медную поверхность, а сторона B имеет только несколько линий, такая печатная плата будет легко деформироваться после травления. Если площадь линий на двух сторонах слишком различается, вы можете добавить несколько независимых сеток на тонкой стороне для баланса. 8. Широта и долгота препрега: После ламинирования препрега степени усадки основы и утка различаются, и необходимо различать направления основы и утка во время вырубки и ламинирования. В противном случае готовая плита легко деформируется после ламинирования, и ее трудно исправить, даже если к ней приложить давление. Многие причины коробления многослойного картона заключаются в том, что препреги не различаются в направлениях основы и утка во время ламинирования, и они уложены случайным образом. Способ различения направлений основы и утка: направление прокатки препрега в рулоне - это направление основы, а направление ширины - направление утка; для плиты из медной фольги длинная сторона - это направление утка, а короткая - направление основы. Если вы не уверены, обратитесь к производителю или поставщику. 9. Доска для выпечки перед нарезкой: Целью обжига плиты перед резкой ламината, плакированного медью (150 градусов Цельсия, время 8 ± 2 часа), является удаление влаги из платы и в то же время полное затвердевание смолы в плите и дальнейшее устранение отложений. остаточное напряжение в доске, что полезно для предотвращения деформации доски. Помогая. В настоящее время многие двухсторонние и многослойные доски все еще придерживаются стадии выпечки до или после вырубки. Однако для некоторых заводов по производству листового металла бывают исключения. Текущие правила времени высыхания печатных плат на различных заводах по производству печатных плат также несовместимы и составляют от 4 до 10 часов. Рекомендуется выбирать в зависимости от марки производимого печатного картона и требований заказчика к короблению. Выпекайте после нарезания лобзиком или вырубки после того, как запечется весь блок. Возможны оба метода. После резки рекомендуется запекать доску. Доска внутреннего слоя тоже должна быть запечена ... 10. Помимо стресса после ламинации: После того, как многослойная плита подвергнута горячему и холодному прессованию, ее вынимают, вырезают или фрезеруют без заусенцев, а затем помещают в духовку при 150 градусах Цельсия на 4 часа, чтобы напряжение в плите уменьшилось. постепенно высвобождается, и смола полностью затвердевает. Этот шаг нельзя пропустить.
11. Тонкую пластину нужно выпрямить во время гальваники: Когда ультратонкая многослойная плита толщиной 0,4–0,6 мм используется для нанесения гальванических покрытий на поверхность и рисунков, необходимо изготавливать специальные зажимные ролики. После того, как тонкая пластина зажата на летательной шине на автоматической линии гальваники, используется круглая палка для зажима всей летательной шины. Ролики нанизывают вместе, чтобы выровнять все пластины на роликах, чтобы пластины после покрытия не деформировались. Без этой меры после нанесения гальванического покрытия на медный слой толщиной от 20 до 30 микрон лист погнется, и это будет трудно исправить. 12. Охлаждение доски после выравнивания горячим воздухом: Когда печатная плата выравнивается горячим воздухом, на нее воздействует высокая температура паяльной ванны (около 250 градусов Цельсия). После извлечения его следует поместить на плоскую мраморную или стальную пластину для естественного охлаждения, а затем отправить в машину для последующей обработки для очистки. Это хорошо для предотвращения коробления платы. На некоторых заводах, чтобы увеличить яркость свинцово-оловянной поверхности, плиты помещают в холодную воду сразу после выравнивания горячим воздухом, а затем через несколько секунд вынимают для последующей обработки. Такой вид горячего и холодного воздействия может вызвать коробление некоторых типов досок. Скрученный, слоистый или пузырчатый. Кроме того, на оборудовании для охлаждения может быть установлена воздушная флотомашина. 13. Обработка покоробленной доски: На хорошо управляемом заводе печатная плата будет проверяться на 100% плоскостность во время окончательной проверки. Все неквалифицированные доски отбираются, помещаются в духовку, запекаются при 150 градусах Цельсия под сильным давлением в течение 3-6 часов и охлаждаются естественным путем под сильным давлением. Затем ослабьте давление, чтобы вынуть доску, и проверьте плоскостность, чтобы можно было сохранить часть доски, а некоторые доски необходимо запечь и прижать два или три раза, прежде чем их можно будет выровнять. Если вышеупомянутые меры по предотвращению коробления не будут реализованы, некоторые доски будут бесполезны и их можно будет только утилизировать.
русскийru
