other

Làm thế nào để ngăn ngừa cong vênh bo mạch PCB trong quá trình sản xuất

  • 2021-11-05 14:53:33
SMT( Lắp ráp bảng mạch in , PCBA ) còn được gọi là công nghệ gắn trên bề mặt.Trong quá trình sản xuất, chất hàn dán được làm nóng và tan chảy trong môi trường gia nhiệt, do đó các miếng PCB được kết hợp chắc chắn với các bộ phận gắn trên bề mặt thông qua hợp kim hàn dán.Chúng tôi gọi quá trình này là hàn nóng chảy lại.Hầu hết các bảng mạch dễ bị uốn cong và cong vênh khi trải qua Reflow (hàn nóng chảy lại).Trường hợp nặng thậm chí có thể gây ra các linh kiện như hàn rỗng, bia mộ.

Trong dây chuyền lắp ráp tự động, nếu PCB của nhà máy sản xuất bảng mạch không bằng phẳng sẽ dẫn đến việc định vị không chính xác, không thể đưa các bộ phận vào các lỗ và miếng đệm bề mặt của bảng mạch, thậm chí cả máy chèn tự động cũng sẽ bị hỏng.Bo mạch có linh kiện bị uốn cong sau khi hàn, chân linh kiện khó cắt gọn gàng.Bo mạch không thể lắp đặt vào thùng máy hay socket bên trong máy nên việc gặp phải hiện tượng cong vênh bo mạch cũng rất khó chịu cho xưởng lắp ráp.Hiện nay, bo mạch in đã bước vào thời đại gắn bề mặt và gắn chip, các nhà máy lắp ráp phải có những yêu cầu ngày càng khắt khe hơn đối với độ cong vênh của bo mạch.



Theo US IPC-6012 (Ấn bản 1996) "Thông số kỹ thuật và hiệu suất cho Bảng in cứng ", độ cong vênh và biến dạng tối đa cho phép đối với bảng in gắn trên bề mặt là 0,75% và 1,5% đối với các bảng khác. So với IPC-RB-276 (ấn bản năm 1992), điều này đã cải thiện các yêu cầu đối với bảng in gắn trên bề mặt. Tại hiện tại, độ cong vênh được cho phép bởi các nhà máy lắp ráp điện tử khác nhau, bất kể hai mặt hay nhiều lớp, độ dày 1,6mm, thường là 0,70 ~ 0,75%.

Đối với nhiều bo mạch SMT và BGA, yêu cầu là 0,5%.Một số nhà máy điện tử đang hối thúc tăng tiêu chuẩn cong vênh lên 0,3%.Phương pháp kiểm tra độ vênh tuân theo GB4677.5-84 hoặc IPC-TM-650.2.4.22B.Đặt bảng in trên nền đã được xác minh, cắm chốt kiểm tra vào nơi có mức độ cong vênh lớn nhất và chia đường kính của chốt kiểm tra cho chiều dài của cạnh cong của bảng in để tính toán độ vênh của bảng in. bảng in.Độ cong đã biến mất.



Vì vậy, trong quá trình sản xuất PCB, những lý do cho uốn cong và cong vênh của hội đồng quản trị là gì?

Nguyên nhân gây ra hiện tượng cong vênh, cong vênh của mỗi tấm có thể khác nhau nhưng đều phải quy về ứng suất tác dụng lên tấm lớn hơn ứng suất mà vật liệu tấm có thể chịu được.Khi tấm chịu ứng suất không đều hoặc Khi khả năng chịu ứng suất của từng vị trí trên tấm ván không đồng đều sẽ dẫn đến hiện tượng ván bị uốn cong, cong vênh.Sau đây là tóm tắt về bốn nguyên nhân chính gây ra hiện tượng uốn cong và cong vênh tấm.

1. Diện tích bề mặt đồng không đồng đều trên bảng mạch sẽ làm bảng mạch bị uốn cong và cong vênh nặng hơn
Nói chung, một diện tích lớn của lá đồng được thiết kế trên bảng mạch cho mục đích nối đất.Đôi khi một diện tích lớn của lá đồng cũng được thiết kế trên lớp Vcc.Khi các lá đồng có diện tích lớn này không thể phân bố đều trên cùng một bảng mạch Lúc này sẽ gây ra hiện tượng hấp thụ nhiệt và tản nhiệt không đều.Tất nhiên, bảng mạch cũng sẽ giãn nở và co lại do nhiệt.Nếu không thể thực hiện đồng thời quá trình giãn nở và co lại thì sẽ gây ra ứng suất và biến dạng khác nhau.Tại thời điểm này, nếu nhiệt độ của bảng đã đạt đến giới hạn trên của giá trị Tg, bảng sẽ bắt đầu mềm, gây biến dạng vĩnh viễn.

2. Chính trọng lượng của bảng mạch sẽ khiến bảng mạch bị móp và biến dạng
Nói chung, lò nung nóng chảy lại sử dụng một sợi xích để đẩy bảng mạch về phía trước trong lò nung nóng chảy lại, tức là hai mặt của bo mạch được dùng làm điểm tựa để đỡ toàn bộ bo mạch.Nếu trên tấm ván có các bộ phận nặng, hoặc kích thước tấm ván quá lớn, sẽ bị lõm ở giữa do lượng hạt nhiều, khiến tấm ván bị cong.

3. Độ sâu của V-Cut và dải kết nối sẽ ảnh hưởng đến sự biến dạng của hình ghép
Về cơ bản, V-Cut chính là thủ phạm phá hủy kết cấu của tấm ván, do V-Cut cắt các rãnh hình chữ V trên tấm bản lớn ban đầu nên V-Cut dễ bị biến dạng.

4. Các điểm kết nối (vias) của từng lớp trên bo mạch sẽ hạn chế sự giãn nở và co lại của bo mạch
Các bảng mạch ngày nay chủ yếu là bảng nhiều lớp và giữa các lớp sẽ có các điểm kết nối giống như đinh tán (thông qua).Các điểm kết nối được chia thành các lỗ thông qua, lỗ mù và lỗ chôn.Nơi có điểm kết nối, bảng sẽ bị hạn chế.Tác động của sự giãn nở và co lại cũng sẽ gián tiếp gây ra hiện tượng uốn tấm và cong vênh tấm.

Vậy làm thế nào chúng ta có thể ngăn chặn tốt hơn vấn đề cong vênh bo mạch trong quá trình sản xuất? Dưới đây là một vài phương pháp hiệu quả mà tôi hy vọng có thể giúp ích cho bạn.

1. Giảm ảnh hưởng của nhiệt độ đến ứng suất của ván
Vì "nhiệt độ" là nguyên nhân chính gây ra căng thẳng cho bảng, miễn là nhiệt độ của lò nung nóng lại được hạ xuống hoặc tốc độ làm nóng và làm mát của bảng trong lò nung nóng chảy chậm lại, thì hiện tượng uốn cong và cong vênh của tấm có thể xảy ra rất nhiều giảm.Tuy nhiên, các tác dụng phụ khác có thể xảy ra, chẳng hạn như hàn ngắn mạch.

2. Sử dụng tấm Tg cao

Tg là nhiệt độ chuyển thủy tinh, nghĩa là nhiệt độ mà vật liệu chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái cao su.Giá trị Tg của vật liệu càng thấp, tấm ván bắt đầu mềm ra sau khi vào lò nung nóng chảy lại càng nhanh và thời gian để trở thành trạng thái cao su mềm cũng sẽ lâu hơn, và sự biến dạng của tấm ván tất nhiên sẽ nghiêm trọng hơn .Việc sử dụng tấm Tg cao hơn có thể tăng khả năng chịu ứng suất và biến dạng, nhưng giá của vật liệu tương đối cũng cao hơn.


Nhà cung cấp sản xuất bảng mạch in OEM HDI Trung Quốc


3. Tăng độ dày của bảng mạch
Để đạt được mục đích nhẹ hơn và mỏng hơn cho nhiều sản phẩm điện tử, độ dày của bo mạch đã để lại 1.0mm, 0.8mm hoặc thậm chí 0.6mm.Độ dày như vậy phải giữ cho tấm ván không bị biến dạng sau khi nung nóng lại, điều này thực sự khó khăn.Khuyến nghị rằng nếu không có yêu cầu về độ nhẹ và độ mỏng, thì độ dày của bảng nên là 1,6mm, điều này có thể làm giảm đáng kể nguy cơ uốn cong và biến dạng của bảng.

4. Giảm kích thước của bảng mạch và giảm số lượng câu đố
Vì hầu hết các lò nung nóng chảy đều sử dụng dây xích để đẩy bảng mạch về phía trước, nên kích thước của bảng mạch càng lớn sẽ do trọng lượng của chính nó, vết lõm và biến dạng trong lò nung nóng chảy lại, vì vậy hãy cố gắng đặt cạnh dài của bảng mạch như cạnh của bảng.Trên dây chuyền của lò nung nóng chảy lại, có thể giảm bớt áp suất và biến dạng do trọng lượng của bảng mạch gây ra.Việc giảm số lượng tấm cũng dựa trên lý do này.Điều đó có nghĩa là, khi đi qua lò, hãy cố gắng sử dụng cạnh hẹp để đi theo hướng lò càng xa càng tốt.Lượng biến dạng trầm cảm.

5. Vật cố định khay lò đã qua sử dụng
Nếu các phương pháp trên khó đạt được, thì cách cuối cùng là sử dụng chất mang/mẫu chỉnh lại dòng để giảm lượng biến dạng.Lý do tại sao chất mang/mẫu phản xạ có thể làm giảm sự uốn cong của tấm là bởi vì người ta hy vọng đó là sự giãn nở nhiệt hay sự co lại lạnh.Khay có thể giữ bảng mạch và đợi cho đến khi nhiệt độ của bảng mạch thấp hơn giá trị Tg và bắt đầu cứng lại, đồng thời nó cũng có thể duy trì kích thước ban đầu.

Nếu pallet một lớp không thể làm giảm sự biến dạng của bảng mạch, thì phải thêm một tấm che để kẹp bảng mạch với pallet trên và pallet dưới.Điều này có thể làm giảm đáng kể vấn đề biến dạng bảng mạch thông qua lò nung nóng lại.Tuy nhiên, khay lò này khá đắt và cần lao động thủ công để đặt và tái chế các khay.

6. Sử dụng Router thay vì V-Cut để sử dụng bảng phụ

Vì V-Cut sẽ phá hủy độ bền cấu trúc của bảng giữa các bảng mạch, cố gắng không sử dụng bảng phụ V-Cut hoặc giảm độ sâu của V-Cut.



7. Ba điểm xuyên suốt trong thiết kế kỹ thuật:
A. Việc sắp xếp các lớp lót giữa các lớp phải đối xứng, ví dụ: đối với ván sáu lớp, độ dày giữa 1 ~ 2 và 5 ~ 6 lớp và số lượng lớp lót trước phải giống nhau, nếu không rất dễ bị cong vênh sau khi cán màng.
B. Bảng lõi nhiều lớp và bảng chuẩn bị nên sử dụng sản phẩm của cùng một nhà cung cấp.
C. Diện tích của kiểu mạch ở mặt A và mặt B của lớp ngoài phải càng gần nhau càng tốt.Nếu mặt A là bề mặt đồng lớn, mặt B chỉ có vài đường kẻ thì loại bảng in này sau khi khắc sẽ dễ bị cong vênh.Nếu diện tích của các đường ở hai bên quá khác nhau, bạn có thể thêm một số lưới độc lập ở bên mỏng để cân bằng.

8. Vĩ độ và kinh độ của prepreg:
Sau khi prepreg được ép nhiều lớp, tỷ lệ co rút sợi dọc và sợi ngang là khác nhau, và các hướng sợi dọc và sợi ngang phải được phân biệt trong quá trình tẩy trắng và cán màng.Nếu không, tấm thành phẩm sau khi cán màng rất dễ bị cong vênh, dù có đè lên tấm nướng cũng khó sửa chữa.Nhiều lý do dẫn đến hiện tượng cong vênh của bảng nhiều lớp là do các lớp chuẩn bị không được phân biệt theo hướng dọc và ngang trong quá trình cán và chúng được xếp chồng lên nhau một cách ngẫu nhiên.

Phương pháp để phân biệt hướng dọc và ngang: hướng lăn của cuộn chuẩn bị trong cuộn là hướng dọc, trong khi hướng chiều rộng là hướng ngang;đối với bảng lá đồng, mặt dài là hướng sợi ngang và mặt ngắn là hướng sợi dọc.Nếu bạn không chắc chắn, vui lòng liên hệ với nhà sản xuất Hoặc truy vấn nhà cung cấp.

9. Thớt nướng trước khi cắt:
Mục đích của việc nướng ván trước khi cắt ván ép phủ đồng (150 độ C, thời gian 8 ± 2 giờ) là để loại bỏ độ ẩm trong ván, đồng thời làm cho nhựa trong ván cứng lại hoàn toàn, đồng thời loại bỏ thêm ứng suất còn lại trong bảng, rất hữu ích để ngăn bảng bị cong vênh.Giúp đỡ.Hiện nay, nhiều bảng hai mặt và nhiều lớp vẫn tuân thủ bước nướng trước hoặc sau khi tráng.Tuy nhiên, có những ngoại lệ đối với một số nhà máy tấm.Các quy định về thời gian sấy PCB hiện tại của các nhà máy sản xuất PCB khác nhau cũng không nhất quán, dao động từ 4 đến 10 giờ.Nên quyết định theo cấp của bảng in được sản xuất và yêu cầu của khách hàng đối với độ vênh.Nướng sau khi cắt thành hình ghép hình hoặc để trống sau khi nướng cả khối.Cả hai phương pháp đều khả thi.Nên nướng bảng sau khi cắt.Tấm ván lớp bên trong cũng nên được nướng...

10. Ngoài ứng suất sau cán màng:

Sau khi tấm ván nhiều lớp được ép nóng và ép nguội, nó được lấy ra, cắt hoặc xay bỏ các gờ, sau đó đặt phẳng trong lò nướng ở nhiệt độ 150 độ C trong 4 giờ, sao cho ứng suất trong tấm ván là giải phóng dần dần và nhựa được đóng rắn hoàn toàn.Không thể bỏ qua bước này.



11. Bản mỏng cần được nắn thẳng khi mạ điện:
Khi tấm đa lớp siêu mỏng 0,4 ~ 0,6mm được sử dụng để mạ điện bề mặt và mạ điện mẫu, nên chế tạo các con lăn kẹp đặc biệt.Sau khi tấm mỏng được kẹp trên fly bus trên dây chuyền mạ điện tự động, một thanh tròn được sử dụng để kẹp toàn bộ fly bus.Các con lăn được xâu vào nhau để duỗi thẳng tất cả các tấm trên các con lăn để các tấm sau khi mạ không bị biến dạng.Nếu không có biện pháp này, sau khi mạ điện một lớp đồng dày từ 20 đến 30 micron, tấm sẽ bị uốn cong và rất khó khắc phục.

12. Làm mát bo mạch sau khi san nhiệt bằng khí nóng:
Khi bảng in được làm phẳng bằng không khí nóng, nó sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao của dung dịch hàn (khoảng 250 độ C).Sau khi được lấy ra, nó phải được đặt trên một tấm thép hoặc đá cẩm thạch phẳng để làm mát tự nhiên, sau đó được gửi đến máy xử lý sau để làm sạch.Điều này là tốt để ngăn ngừa cong vênh của bảng.Ở một số nhà máy, để tăng cường độ sáng của bề mặt chì-thiếc, các tấm ván được cho vào nước lạnh ngay sau khi cân bằng không khí nóng, sau đó lấy ra sau vài giây để xử lý hậu kỳ.Loại tác động nóng và lạnh này có thể gây cong vênh cho một số loại ván.Xoắn, xếp lớp hoặc phồng rộp.Ngoài ra, một chiếc giường tuyển nổi không khí có thể được lắp đặt trên thiết bị để làm mát.

13. Xử lý ván bị cong vênh:
Trong một nhà máy được quản lý tốt, bảng in sẽ được kiểm tra độ phẳng 100% trong lần kiểm tra cuối cùng.Tất cả những tấm ván không đạt chất lượng sẽ được vớt ra, cho vào lò nướng ở nhiệt độ 150 độ C dưới áp suất nặng trong 3-6 giờ và để nguội tự nhiên dưới áp suất nặng.Sau đó giảm bớt áp lực để lấy tấm ván ra và kiểm tra độ phẳng, để có thể tiết kiệm được một phần tấm ván, có một số tấm ván cần nướng và ép hai ba lần mới có thể làm phẳng được.Nếu các biện pháp quy trình chống cong vênh nêu trên không được thực hiện, một số bảng sẽ trở nên vô dụng và chỉ có thể bị loại bỏ.



Bản quyền © 2023 CÔNG TY TNHH MẠCH ABIS.Đã đăng ký Bản quyền. Vận hành bởi

Hỗ trợ mạng IPv6

đứng đầu

Để lại lời nhắn

Để lại lời nhắn

    Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi và muốn biết thêm chi tiết, vui lòng để lại tin nhắn ở đây, chúng tôi sẽ trả lời bạn ngay khi có thể.

  • #
  • #
  • #
  • #
    Làm mới hình ảnh