[導(dǎo)讀] 2.2 PCB板加工過(guò)程中引起的變形 PCB板加工過(guò)程的變形原因非常復(fù)雜可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種應(yīng)力導(dǎo)致。其中熱應(yīng)力主要產(chǎn)生于壓合過(guò)程中,機(jī)械應(yīng)力主要產(chǎn)生板件堆放、搬運(yùn)、烘烤
2.2 PCB板加工過(guò)程中引起的變形
PCB板加工過(guò)程的變形原因非常復(fù)雜可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種應(yīng)力導(dǎo)致。其中熱應(yīng)力主要產(chǎn)生于壓合過(guò)程中,機(jī)械應(yīng)力主要產(chǎn)生板件堆放、搬運(yùn)、烘烤過(guò)程中。下面按流程順序做簡(jiǎn)單討論。
覆銅板來(lái)料:覆銅板均為雙面板,結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),無(wú)圖形,銅箔與玻璃布CTE相差無(wú)幾,所以在壓合過(guò)程中幾乎不會(huì)產(chǎn)生因CTE不同引起的變形。但是,覆銅板壓機(jī)尺寸大,熱盤(pán)不同區(qū)域存在溫差,會(huì)導(dǎo)致壓合過(guò)程中不同區(qū)域樹(shù)脂固化速度和程度有細(xì)微差異,同時(shí)不同升溫速率下的動(dòng)黏度也有較大差異,所以也會(huì)產(chǎn)生由于固化過(guò)程差異帶來(lái)的局部應(yīng)力。一般這種應(yīng)力會(huì)在壓合后維持平衡,但會(huì)在日后的加工中逐漸釋放產(chǎn)生變形。
壓合:PCB壓合工序是產(chǎn)生熱應(yīng)力的主要流程,其中由于材料或結(jié)構(gòu)不同產(chǎn)生的變形見(jiàn)上一節(jié)的分析。與覆銅板壓合類(lèi)似,也會(huì)產(chǎn)生固化過(guò)程差異帶來(lái)的局部應(yīng)力,PCB板由于厚度更厚、圖形分布多樣、半固化片更多等原因,其熱應(yīng)力也會(huì)比覆銅板更多更難消除。而PCB板中存在的應(yīng)力,在后繼鉆孔、外形或者燒烤等流程中釋放,導(dǎo)致板件產(chǎn)生變形。
阻焊、字符等烘烤流程:由于阻焊油墨固化時(shí)不能互相堆疊,所以PCB板都會(huì)豎放在架子里烘板固化,阻焊溫度150℃左右,剛好超過(guò)中低Tg材料的Tg點(diǎn),Tg點(diǎn)以上樹(shù)脂為高彈態(tài),板件容易在自重或者烘箱強(qiáng)風(fēng)作用下變形。
熱風(fēng)焊料整平:普通板熱風(fēng)焊料整平時(shí)錫爐溫度為225℃~265℃,時(shí)間為3S-6S。熱風(fēng)溫度為280℃~300℃.焊料整平時(shí)板從室溫進(jìn)錫爐,出爐后兩分鐘內(nèi)又進(jìn)行室溫的后處理水洗。整個(gè)熱風(fēng)焊料整平過(guò)程為驟熱驟冷過(guò)程。由于電路板材料不同,結(jié)構(gòu)又不均勻,在冷熱過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力,導(dǎo)致微觀應(yīng)變和整體變形翹區(qū)。
存放:PCB板在半成品階段的存放一般都堅(jiān)插在架子中,架子松緊調(diào)整的不合適,或者存放過(guò)程中堆疊放板等都會(huì)使板件產(chǎn)生機(jī)械變形。尤其對(duì)于2.0mm以下的薄板影響更為嚴(yán)重。
除以上因素以外,影響PCB板變形的因素還有很多。
3、PCB板翹曲變形的預(yù)防
電路板翹曲對(duì)印制電路板的制作影響是非常大的,翹曲也是電路板制作過(guò)程中的重要問(wèn)題之一,裝上元器件的板子焊接后發(fā)生彎曲,組件腳很難整齊。板子也無(wú)法裝到機(jī)箱或機(jī)內(nèi)的插座上,所以,電路板翹曲會(huì)影響到整個(gè)后序工藝的正常運(yùn)作?,F(xiàn)階段印制電路板已進(jìn)入到表面安裝和芯片安裝的時(shí)代,工藝對(duì)電路板翹曲的要求可謂是越來(lái)越高。所以我們要找到半路幫翹曲的原因。
1.工程設(shè)計(jì):印制板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng):A.層間半固化片的排列應(yīng)當(dāng)對(duì)稱(chēng),例如六層板,1~2和5~6層間的厚度和半固化片的張數(shù)應(yīng)當(dāng)一致,否則層壓后容易翹曲。 B.多層板芯板和半固化片應(yīng)使用同一供應(yīng)商的產(chǎn)品。C. 外層A面和B面的線(xiàn)路圖形面積應(yīng)盡量接近。若A面為大銅面,而B(niǎo)面僅走幾根線(xiàn),這種印制板在蝕刻后就很容易翹曲。如果兩面的線(xiàn)路面積相差太大,可在稀的一面加一些獨(dú)立的網(wǎng)格,以作平衡。
2.下料前烘板:覆銅板下料前烘板(150攝氏度,時(shí)間8±2小時(shí))目的是去除板內(nèi)的水分,同時(shí)使板材內(nèi)的樹(shù)脂完全固化,進(jìn)一步消除板材中剩余的應(yīng)力,這對(duì)防止板翹曲是有幫助的。目前,許多雙面、多層板仍堅(jiān)持下料前或后烘板這一步驟。但也有部分板材廠(chǎng)例外,目前各PCB 廠(chǎng)烘板的時(shí)間規(guī)定也不一致,從4-10小時(shí)都有,建議根據(jù)生產(chǎn)的印制板的檔次和客戶(hù)對(duì)翹曲度的要求來(lái)決定。剪成拼板后烘還是整塊大料烘后下料,二種方法都可行,建議剪料后烘板。內(nèi)層板亦應(yīng)烘板。
3.半固化片的經(jīng)緯向:半固化片層壓后經(jīng)向和緯向收縮率不一樣,下料和迭層時(shí)必須分清經(jīng)向和緯向。否則,層壓后很容易造成成品板翹曲,即使加壓力烘板亦很難糾正。多層板翹曲的原因,很多就是層壓時(shí)半固化片的經(jīng)緯向沒(méi)分清,亂迭放而造成的。如何區(qū)分經(jīng)緯向?成卷的半固化片卷起的方向是經(jīng)向,而寬度方向是緯向;對(duì)銅箔板來(lái)說(shuō)長(zhǎng)邊時(shí)緯向,短邊是經(jīng)向,如不能確定可向生產(chǎn)商或供應(yīng)商查詢(xún)。
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