自動表面実装ラインでは、回路基板が平らでない場合、不正確な位置決めにつながり、部品を基板の穴や表面実装パッドに挿入または実装できず、自動実装機を損傷することさえあります。
回路基板が部品に接続された後、それは曲がり、部品のピンは平らに切断するのが容易ではありません. シャーシやソケットに基板を入れることができないため、組立工場も基板の反りが非常に気になります。
現在の表面実装技術は、高精度、高速、インテリジェント化の方向に発展しており、PCB ボードにはより高い平坦性が要求され、さまざまなコンポーネントの主要コンポーネントとして使用できます。
特に、IPC 規格では、表面実装デバイスを搭載した PCB 基板の許容変形は 0.75% であるのに対し、表面実装デバイスを搭載していない PCB 基板の許容変形は 1.5% であると規定されています。
実際のアプリケーションでは、高精度および高速実装の要件を満たすために、一部の電子アセンブリ メーカーは、0.5% の変形許容量、または個々の要件に対して 0.3% など、変形に関するより厳しい要件を設けています。
プリント基板は、銅箔、樹脂、ガラスクロスなどで構成されています。 それらの物理的および化学的特性は異なります。 一緒に押すと、必然的に熱応力と変形が発生します。
同時に、PCB ボードの処理中に、高温、機械的切断、湿式プロセスなどのさまざまな技術プロセスを経験し、ボードの変形にも重要な影響を与えます。 PCB ボードの変形の原因は複雑で変化しやすいものです。 異なる材料特性または異なる処理技術によって引き起こされる変形をどのように低減または排除するかは、PCB メーカーにとって困難の 1 つになっています。
2.PCBの変形の原因の分析。
PCB の変形は、材料、構造、図形分布、PCB 処理技術など、いくつかの側面から検討する必要があります。このホワイト ペーパーでは、考えられる変形のさまざまな原因と改善方法を分析し、詳しく説明します。
プレートの銅部分に凹凸があり、プレートの曲がりや反りが悪化します。
通常、PCB にはグラウンドとして多数の銅箔が設計されており、場合によっては Vcc 層にも多数の銅箔が設計されています。 これらの多数の銅箔を同じ回路基板に均等に配置できない場合、不均一な熱吸収と熱放散の問題が発生します。
もちろん基板も熱収縮。 熱収縮材料が同時に異なる応力による変形を引き起こすことができない場合、ボードの温度が Tg 値の上限に達すると、ボードは柔らかくなり始め、変形を引き起こします。
回路基板の各層の接合点 (ビア) によって、基板の浮き上がりが制限されます。
最新の回路基板のほとんどは多層基板です。 ボード間のリベットと同じ接合点があります。 接合点は、貫通穴、止まり穴、埋め込み穴に分けられます。 接合点がある場所では、ボードの伸縮の影響が制限され、ボードが間接的に曲がったり反ったりします。
回路基板の変形の原因:
回路基板自体の重量により、基板がたるんで変形します。
通常、リフロー炉は回路基板を前方に押すことができるチェーン構造を採用しています。つまり、基板全体を基板の両側で支点としてサポートする必要があります。
プレートに過重な部分があったり、プレートのサイズが大きすぎると、プレート自体の枚数により中へこみが発生し、たわみの原因となります。
V カットと接続バーの深さは、パネルの変形に影響します。
根本的に言えば、Vカットはプレート下部構造を破壊する元凶です。 オリジナルの大型プレートにVカットの溝が入っているため、Vカットで変形しやすいです。
圧着材料、構造、およびパターンがプレートの変形に与える影響の程度:
回路基板は、コア基板、プリプレグ、外装銅箔をプレス加工して形成します。 コア基板と銅箔はプレス工程で熱変形し、その変形量は両者の熱膨張係数(CTE)に依存します。
銅の熱膨張係数 (CTE) は約 17X10-6 です。 FR-4 基板の熱膨張係数 (CTE) は約 (50~70) X10-6 です。 一般的な FR-4 基材の熱膨張係数 (250 ~ 350) と X 方向の CTE は、ガラスクロスが存在するため、一般的に銅箔と同様です。
3.処理中のPCBの変形。
加工中の PCB 変形の原因は非常に複雑で、熱応力と機械的応力に分けることができます。
これらの応力のうち、熱応力はプレス時に発生し、機械的応力はプレートの積み重ね、ハンドリング、ベーキング時に発生します。 次に、プロセスの順序で簡単な説明を行います。
1、銅クラッド原料:
銅張積層板は、対称構造でパターンのない二層パネルです。 銅箔とガラスクロスは熱膨張係数が大きく異なるため、プレス時に熱膨張係数の違いによる変形が生じることはほとんどありません。
ただし、CCLプレスのサイズが大きく、ホットプレートのさまざまな領域で温度差があるため、プレスプロセス中のさまざまな領域での樹脂の硬化速度と程度にわずかな違いがあります。 同時に、異なる加熱速度では動的粘度に大きな違いがあり、硬化プロセス中に局所的な応力も発生します。
一般に、プレス後は応力が均衡しますが、その後の加工で徐々に応力が解放され、変形が生じます。
2、押す:
プリント基板のプレス工程は、熱応力が発生する主な工程です。 銅張板のプレス工程と同様に、硬化工程でのバラツキにより局所的な応力が発生します。 プリント基板は厚みがあり、パターンが多く、半凝固片が多いため、熱応力を除去することも銅張板より困難です。
さらに、PCB への応力は、その後の穴あけ、フォーミング、またはベーキング プロセス中に解放され、基板の変形につながります。
3. 抵抗溶接、キャラクター焼き付けなどの工程:
プリント基板用ソルダーレジストインクは硬化時に重ねることができないため、基板を棚に縦置きして乾燥・硬化させます。 ソルダーレジスト温度は約150℃で、Tg材のTg点をわずかに超えています。 Tg点以上の樹脂は伸縮性が高く、ボードは自重やオーブン内の強風により変形しやすくなります。
4.熱風はんだの平坦度:
一般的に、熱風はんだ機全体のスズ炉の温度は225℃〜265℃で、時間は3S〜6Sです。 熱風の温度は280~300℃です。
常温のはんだは、常温からスズ炉に送り、炉から出してから2分以内に室温の後処理水で洗浄する。 熱風はんだレベリングの全プロセスは急速冷却プロセスです。
PCB のさまざまな材料と不均一な構造により、コールド プロセスとホット プロセスで必然的に熱応力が発生し、微小な歪みと全体的な変形ワーピング領域が生じます。
5.保管:
PCB が半製品の段階で保管される場合、通常はハード シェルフに挿入されます。 保管中の棚の締め具合の調整や基板の積み重ねや配置が不適切であると、基板が機械的に変形する原因となります。 特に、2.0mm以下のプレートに大きな影響を与えます。
上記の要因に加えて、PCB の変形に影響を与える他の多くの要因があります。
4.基板の反り、変形を防止します。
PCBの反り変形はPCBの製造に大きな影響を与え、反り変形もPCB製造における重要な問題です。 部品を載せた基板は溶接後に曲がってしまい、部品の足がすっきりしません。
基板はシャーシやソケットに取り付けることができないため、回路基板の反りはその後のプロセス全体の正常な動作に影響を与えます。
現在、印刷されたPCBは表面実装とチップ実装の段階に入り、プロセス要件も絶えず改善されているため、回路基板の反りに対する要件もますます高くなっています。 したがって、半回転の原因を突き止める必要があります。
1、工学設計:
印刷された PCB の設計には注意が必要です。
層の間の半硬化シートは、対称的に配置する必要があります。 たとえば、6 層のプレート、1 ~ 2 層、および 5 ~ 6 層のプレートの厚さは、半硬化シートの数と一致する必要があります。そうしないと、剥離や反りが発生しやすくなります。
多層コアボードと半硬化シートは、同じサプライヤーによって製造されなければならない。
A. B 2 つの外側の平面の直線領域は、できるだけ近づける必要があります。 A面が大きな銅で、B面が数本の線しか入っていない場合、このタイプの印刷版はエッチング後に反りやすいです。 2 つの線の面積の差が大きすぎる場合は、いくつかの独立したグリッドを薄い面に追加してバランスを取ることができます。