Osnovni uzrok krivljenja PCB-a je neravnomjerna raspodjela naprezanja i nedosljedno oslobađanje naprezanja unutar površine ploče. Kroz saradnju u punom lancu odabira materijala, optimizacije dizajna i kontrole procesa, savijanje se može stabilno kontrolirati u okviru zahtjeva industrijskih standarda.
Osnovni izvor savijanja
Neusklađenost karakteristika materijala: Koeficijent termičkog širenja (CTE) bakrene folije, smole od fiberglasa i visokofrekventne podloge značajno varira, a brzine širenja i kontrakcije pod temperaturnim ciklusom su različite, što rezultira deformacijom uzrokovanom akumuliranim unutrašnjim naprezanjem. CTE u Z-smjeru obične FR-4 podloge može doseći 50-70ppm/stepen, što se značajno razlikuje od CTE-a bakarne folije na 17ppm/stepen. Rizik od neravnoteže stresa je veći u scenarijima mješovitog pritiska.
Defekti u dizajnu: Asimetrična struktura slaganja, značajna razlika u pokrivenosti bakarnom folijom između prednje i stražnje strane, neravnomjerna distribucija bakra na velikoj površini, mogu direktno dovesti do nedosljednog skupljanja na obje strane tokom procesa hlađenja, što je osnovni uzrok dizajna višeslojnih ploča.
Naprezanje u procesu proizvodnje: Prekomjerna brzina zagrijavanja/hlađenja tokom faze presovanja, neravnomjerno jetkanje, naglo zagrijavanje i hlađenje nivelacije lema vrućim zrakom i puzanje ploče iznad Tg tačke tokom pečenja maske za lemljenje će unijeti veliku količinu zaostalog naprezanja, koji će se postepeno oslobađati i uzrokovati savijanje tokom naknadne obrade.
Uticaji na životnu sredinu i skladištenje: PCB-i su dugo izloženi okruženju visoke vlažnosti i upijaju vlagu. Kada se podvrgne reflow lemljenju na visokim temperaturama, vlaga se brzo širi, oštećujući međuslojnu strukturu i značajno povećavajući vjerovatnoću savijanja ili čak delaminacije.
Punodimenzionalna kontrolna shema savijanja
1. Izvorna kontrola izbora materijala
Prioritet treba dati kombinacijama supstrata koje odgovaraju koeficijentu toplinskog širenja (CTE). U visokofrekventnim mješovitim scenarijima kompresije, materijale sa sličnim CTE-om Z-ose treba odabrati što je više moguće, kao što je Rogers RO4835 uparen sa FR-4, koji može kontrolisati savijanje unutar 0,7%. Strogo prosijati visoko stabilne podloge sa ujednačenom unutrašnjom strukturom i Tg vrijednošću većom ili jednakom 170 stepeni kako bi se smanjio rizik od deformacije sa osnovnog nivoa.
2. Ravnoteža naprezanja tokom faze projektovanja
Striktno implementirajte simetrični dizajn slaganja, postignite zrcalnu simetriju oko središta debljine ploče i savršeno uskladite debljinu jezgrene ploče, broj polustvrdnutih listova i raspodjelu slojeva bakra. Za višeslojne ploče, preporučuje se upotreba sendvič strukture "FR-4/high-frequency core plate/FR-4" za suprotstavljanje termičkom naprezanju.
Kontrolišite omjer površine bakra između prednje i stražnje strane unutar 1,1:1 kako biste izbjegli koncentrisano polaganje bakra na jednoj strani. Uravnotežite količinu preostalog bakra na površini ploče lokalnim dodavanjem bakra i eliminišite problem neravnomjerne apsorpcije i disipacije topline.
3. Precizna optimizacija proizvodnih procesa
Proces presovanja usvaja segmentirani proces grijanja, prilagođen posebnoj temperaturnoj krivulji zasnovanoj na eksperimentalnim podacima DOE, precizno kontrolira brzinu zagrijavanja i vrijeme izolacije, osigurava ravnomjeran protok smole i izbjegava lokalnu koncentraciju naprezanja.
Nakon kompresije, dodaje se tretman toplinskim oslobađanjem, a korak pečenja se izvodi u temperaturnom rasponu od 150-180 stepeni kako bi se potaklo potpuno umrežavanje i očvršćavanje smole, unaprijed se otpustio zaostali unutrašnji napon i značajno smanjio rizik od deformacije tokom naknadne obrade.
Prije odlaska na internet, PCB bi trebao biti odvlažen i pečen na 150 stepeni/8 sati kako bi se u potpunosti eliminirala opasnost od savijanja uzrokovana apsorpcijom vlage ploče i prilagodila se uslovima visoke temperature bezolovnog reflow lemljenja.
4. Detekcija i pomoćna kontrola
Korištenjem laserskog detektora savijanja, zasnovanog na IPC standardima, testiranje ravnosti se provodi nakon svakog kritičnog procesa kako bi se uspostavio potpuni sistem sljedivosti kvaliteta procesa. Za tanke ploče velike veličine i montažne ploče visoke gustine, podržan je posebnim nosačem za lemljenje povratnim tokom kako bi se izbjegla deformacija zbog vlastite težine pod visokom temperaturom.