Основною причиною викривлення друкованої плати є нерівномірний розподіл напруги та непостійне зняття напруги на поверхні плати. Завдяки повному ланцюжку співпраці під час вибору матеріалів, оптимізації дизайну та контролю процесів викривлення можна стабільно контролювати відповідно до вимог галузевого стандарту.
Основне джерело викривлення
Невідповідність характеристик матеріалу: Коефіцієнт теплового розширення (CTE) мідної фольги, скловолоконної смоли та високочастотної підкладки значно змінюється, а швидкості розширення та звуження під час зміни температури різні, що призводить до деформації, спричиненої накопиченою внутрішньою напругою. КТР у напрямку Z звичайної підкладки FR-4 може досягати 50-70 ppm/градус, що значно відрізняється від КТР мідної фольги при 17 ppm/градус. Ризик дисбалансу стресу вищий у сценаріях змішаного тиску.
Дефекти компонування дизайну: асиметрична структура укладання, значна різниця в покритті мідної фольги між передньою та задньою сторонами, нерівномірний розподіл міді на великій площі можуть безпосередньо призвести до непослідовної усадки з обох сторін під час процесу охолодження, що є основною причиною конструкції багатошарової плати.
Напруга виробничого процесу: надмірна швидкість нагрівання/охолодження під час стадії пресування, нерівномірне травлення, раптове нагрівання та охолодження вирівнювання припою гарячим повітрям, а також повзання плати вище точки Tg під час запікання паяльної маски призведуть до великої залишкової напруги, яка поступово зменшуватиметься та спричинить викривлення під час подальшої обробки.
Вплив на навколишнє середовище та зберігання: ПХБ тривалий час перебувають у середовищі з високою вологістю та поглинають вологу. Під час пайки оплавленням при високих температурах волога швидко розширюється, пошкоджуючи проміжну структуру та значно збільшуючи ймовірність викривлення або навіть розшарування.
Повновимірна схема контролю короблення
1. Джерельний контроль відбору матеріалу
Пріоритет слід віддавати комбінаціям субстратів, які відповідають коефіцієнту теплового розширення (КТР). У сценаріях високочастотного змішаного стиснення слід якомога більше вибирати матеріали з подібним КТР осі Z, наприклад Rogers RO4835 у поєднанні з FR-4, який може контролювати викривлення в межах 0,7%. Суворо перевіряйте високостабільні підкладки з однорідною внутрішньою структурою та значенням Tg, що перевищує або дорівнює 170 градусам, щоб зменшити ризик деформації з фундаментального рівня.
2. Баланс напруг на етапі проектування
Строго дотримуйтеся симетричної схеми укладання, досягайте дзеркальної симетрії навколо центру товщини пластини та ідеально відповідайте товщині основної пластини, кількості напівзатверділих листів і розподілу шарів міді. Для багатошарових плат рекомендується використовувати сендвіч-структуру "FR-4/високочастотна серцевина/FR-4" для протидії термічному стресу.
Контролюйте співвідношення площі міді між передньою та задньою сторонами в межах 1,1:1, щоб уникнути концентрованого укладання міді з одного боку. Збалансуйте вміст залишкової міді на поверхні плати шляхом локального додавання міді та усуньте проблему нерівномірного поглинання та розсіювання тепла.
3. Точна оптимізація виробничих процесів
У процесі пресування використовується сегментований процес нагрівання, налаштований спеціальною температурною кривою на основі експериментальних даних DOE, точно контролює швидкість нагрівання та час ізоляції, забезпечує рівномірний потік смоли та уникає локальної концентрації напруги.
Після стиснення додається термообробка, і поетапне випікання здійснюється в температурному діапазоні 150-180 градусів, щоб сприяти повному зшиванню та затвердінню смоли, заздалегідь зняти залишкову внутрішню напругу та значно знизити ризик деформації під час подальшої обробки.
Перед тим, як вийти в Інтернет, друковану плату слід осушити та запекти при 150 градусах /8 годин, щоб повністю усунути небезпеку деформації, спричинену поглинанням вологи платою, і адаптуватися до умов високої температури безсвинцевого паяння оплавленням.
4. Виявлення та допоміжний контроль
За допомогою лазерного детектора короблення, заснованого на стандартах IPC, після кожного критичного процесу проводиться тестування на площинність, щоб створити повну систему відстеження якості процесу. Для тонких пластин великого розміру та монтажних плат високої щільності він підтримується спеціальним носієм для спаювання оплавленням, щоб уникнути деформації через власну вагу під високою температурою.