Tại sao bo mạch PCB bị cong vênh trong quá trình xử lý?

1. Lý doPCBcong vênh

Những lý do chính gây cong vênh PCB như sau:

Đầu tiên, trọng lượng và kích thước của bản thân bảng mạch quá lớn và các điểm hỗ trợ nằm ở cả hai bên, không thể hỗ trợ hiệu quả cho toàn bộ bảng mạch, dẫn đến biến dạng lõm ở giữa.

Thứ hai, vết cắt chữ V quá sâu gây cong vênh ở vết cắt chữ V ở cả hai bên. V-cut là đường cắt rãnh trên tấm lớn ban đầu nên rất dễ khiến tấm ván bị cong vênh.

Ngoài ra, vật liệu, cấu trúc và kiểu dáng của PCB sẽ ảnh hưởng đến độ cong vênh của bo mạch. cácPCBđược ép bởi bảng lõi, prepreg và lá đồng bên ngoài. Bảng lõi và lá đồng sẽ biến dạng do nhiệt khi ép lại với nhau. Mức độ cong vênh phụ thuộc vào hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của hai vật liệu.

2. Cong vênh xảy ra trong quá trình xử lý PCB

Nguyên nhân gây cong vênh khi xử lý PCB rất phức tạp và có thể chia thành ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học. Trong số đó, ứng suất nhiệt chủ yếu được tạo ra trong quá trình ép và ứng suất cơ học chủ yếu được tạo ra trong quá trình xếp, xử lý và nướng ván.

1. Trong quá trình ép các tấm đồng đến, vì các tấm đồng đều có hai mặt, cấu trúc đối xứng, không có đồ họa và CTE của lá đồng và vải thủy tinh gần như giống nhau nên hầu như không có hiện tượng cong vênh do CTE khác nhau trong quá trình ép. Tuy nhiên, trong quá trình ép, do kích thước máy ép lớn nên sự chênh lệch nhiệt độ ở các khu vực khác nhau của tấm nóng sẽ gây ra sự khác biệt nhỏ về tốc độ đóng rắn và mức độ nhựa ở các khu vực khác nhau trong quá trình ép. Đồng thời, độ nhớt động học ở các tốc độ gia nhiệt khác nhau cũng khá khác nhau nên ứng suất cục bộ cũng sẽ được tạo ra do quá trình đóng rắn khác nhau. Nói chung, ứng suất này sẽ giữ cân bằng sau khi ép, nhưng sẽ dần dần giải phóng và biến dạng trong quá trình xử lý tiếp theo.

2. Trong quá trình ép PCB, do độ dày dày hơn, phân bố hoa văn đa dạng và nhiều prereg hơn nên ứng suất nhiệt sẽ khó loại bỏ hơn so với các tấm phủ đồng. Ứng suất trong bảng PCB được giải phóng trong quá trình khoan, tạo hình hoặc nung tiếp theo, khiến bảng bị biến dạng.

3. Trong quá trình nướng mặt nạ hàn và màn lụa, do mực của mặt nạ hàn không thể xếp chồng lên nhau trong quá trình đóng rắn nên bảng PCB sẽ được đặt trên giá để nướng bảng để đóng rắn. Nhiệt độ mặt nạ hàn khoảng 150oC, vượt quá giá trị Tg của tấm đồng, PCB dễ bị mềm và không chịu được nhiệt độ cao. Vì vậy, nhà sản xuất phải làm nóng đều cả hai mặt của tấm nền đồng thời giữ thời gian gia công càng ngắn càng tốt để giảm độ cong vênh của tấm nền.

4. Trong quá trình làm mát và làm nóng PCB, do tính chất và cấu trúc vật liệu không đồng đều, ứng suất nhiệt sẽ được tạo ra, dẫn đến biến dạng vi mô và biến dạng tổng thể. Phạm vi nhiệt độ lò thiếc là 225oC đến 265oC, thời gian san bằng chất hàn không khí nóng của các tấm thông thường là từ 3 giây đến 6 giây và nhiệt độ không khí nóng là 280oC đến 300oC. Sau khi mối hàn được san bằng, tấm ván được đặt vào lò thiếc từ trạng thái nhiệt độ bình thường và việc rửa nước sau xử lý ở nhiệt độ bình thường được thực hiện trong vòng hai phút sau khi nó ra khỏi lò. Toàn bộ quá trình san lấp mặt bằng hàn không khí nóng là một quá trình làm nóng và làm mát nhanh chóng. Do các vật liệu khác nhau và cấu trúc bảng mạch không đồng nhất, ứng suất nhiệt chắc chắn sẽ xảy ra trong quá trình làm mát và sưởi ấm, dẫn đến biến dạng vi mô và biến dạng tổng thể.

5. Điều kiện bảo quản không đúng cách cũng có thể gây raPCBcong vênh. Trong quá trình bảo quản ở khâu bán thành phẩm, nếu bo mạch PCB được lắp chắc chắn vào kệ và độ kín của kệ không được điều chỉnh tốt hoặc bảng mạch không được xếp chồng lên nhau theo tiêu chuẩn trong quá trình bảo quản có thể gây ra hiện tượng cơ học. biến dạng của bảng.

3. Lý do thiết kế kỹ thuật:

1. Nếu diện tích bề mặt đồng trên bảng mạch không đồng đều, một bên lớn hơn và một bên nhỏ hơn, sức căng bề mặt ở những vùng thưa thớt sẽ yếu hơn ở những vùng dày đặc, có thể khiến bo mạch bị cong vênh khi nhiệt độ tăng lên. là quá cao.

2. Mối quan hệ điện môi hoặc trở kháng đặc biệt có thể làm cho cấu trúc tấm không đối xứng, dẫn đến cong vênh bảng.

3. Nếu bản thân các vị trí rỗng của tấm ván lớn và nhiều thì rất dễ bị cong vênh khi nhiệt độ quá cao.

4. Nếu có quá nhiều tấm trên bảng, khoảng cách giữa các tấm sẽ rỗng, đặc biệt là những tấm hình chữ nhật cũng dễ bị cong vênh.