Warum verziehen sich Leiterplatten während der Verarbeitung?

1. Gründe dafürLeiterplatteverziehen

Die Hauptgründe für die Verformung von Leiterplatten sind folgende:

Erstens sind Gewicht und Größe der Leiterplatte selbst zu groß und die Stützpunkte befinden sich auf beiden Seiten, sodass die gesamte Leiterplatte nicht effektiv gestützt werden kann, was zu einer konkaven Verformung in der Mitte führt.

Zweitens ist der V-Schnitt zu tief, was zu einer Verformung des V-Schnitts auf beiden Seiten führt. Beim V-Schnitt handelt es sich um einen Rillenschnitt auf der ursprünglichen großen Platte, wodurch es leicht zu einer Verformung der Platte kommen kann.

Darüber hinaus beeinflussen Material, Struktur und Muster der Leiterplatte die Verformung der Leiterplatte. DerLeiterplattewird durch die Kernplatte, das Prepreg und die äußere Kupferfolie gepresst. Durch die Hitze verformen sich Trägerplatte und Kupferfolie beim Zusammenpressen. Das Ausmaß der Verformung hängt vom Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) der beiden Materialien ab.

2. Verformungen, die während der Leiterplattenbearbeitung entstehen

Die Ursachen für Verformungen bei der Leiterplattenbearbeitung sind sehr komplex und können in thermische Belastung und mechanische Belastung unterteilt werden. Dabei entsteht thermischer Stress hauptsächlich beim Pressvorgang und mechanischer Stress entsteht hauptsächlich beim Stapeln, Handhaben und Backen der Platte.

1. Da die kupferkaschierten Laminate im eingehenden Prozess alle doppelseitig, symmetrisch in der Struktur und ohne Grafiken sind und der WAK von Kupferfolie und Glasgewebe nahezu gleich ist, kommt es nahezu zu keiner Verformung unterschiedlicher WAK während des Pressvorgangs. Allerdings führt der Temperaturunterschied in verschiedenen Bereichen der Heizplatte während des Pressvorgangs aufgrund der großen Größe der Presse zu geringfügigen Unterschieden in der Aushärtungsgeschwindigkeit und dem Harzgehalt in verschiedenen Bereichen während des Pressvorgangs. Gleichzeitig ist auch die dynamische Viskosität bei unterschiedlichen Heizraten recht unterschiedlich, sodass aufgrund unterschiedlicher Aushärtungsverfahren auch lokale Spannungen entstehen. Im Allgemeinen bleibt diese Spannung nach dem Pressen ausgeglichen, löst sich jedoch bei der anschließenden Verarbeitung allmählich auf und verformt sich.

2. Während des PCB-Pressvorgangs ist es aufgrund der größeren Dicke, der vielfältigen Musterverteilung und des höheren Anteils an Prepreg schwieriger, thermische Spannungen zu beseitigen als bei kupferkaschierten Laminaten. Durch den anschließenden Bohr-, Umform- oder Backprozess wird die Spannung in der Leiterplatte gelöst, wodurch sich die Leiterplatte verformt.

3. Während des Lötmasken- und Siebdruck-Einbrennvorgangs wird die Leiterplatte in das Rack gelegt, um die Platine zum Aushärten zu backen, da die Lötmaskentinte während des Aushärtungsprozesses nicht aufeinander gestapelt werden kann. Die Temperatur der Lötmaske liegt bei etwa 150 °C, was den Tg-Wert der kupferkaschierten Platine übersteigt, und die Leiterplatte erweicht leicht und hält hohen Temperaturen nicht stand. Daher müssen Hersteller beide Seiten des Substrats gleichmäßig erhitzen und gleichzeitig die Verarbeitungszeit so kurz wie möglich halten, um die Verformung des Substrats zu reduzieren.

4. Während des Abkühl- und Erwärmungsprozesses der Leiterplatte kommt es aufgrund der Unebenheiten der Materialeigenschaften und der Struktur zu thermischen Spannungen, die zu mikroskopischer Spannung und allgemeiner Verformung führen. Der Temperaturbereich des Zinnofens beträgt 225℃ bis 265℃, die Heißluft-Lötausgleichszeit gewöhnlicher Platinen liegt zwischen 3 Sekunden und 6 Sekunden und die Heißlufttemperatur beträgt 280℃ bis 300℃. Nachdem das Lot eingeebnet ist, wird die Platine aus dem Normaltemperaturzustand in den Zinnofen gelegt und die Nachbehandlungswasserwäsche bei Normaltemperatur wird innerhalb von zwei Minuten nach dem Verlassen des Ofens durchgeführt. Der gesamte Heißluft-Lotnivellierungsprozess ist ein schneller Aufheiz- und Abkühlprozess. Aufgrund der unterschiedlichen Materialien und der Ungleichmäßigkeit der Leiterplattenstruktur kommt es während des Abkühl- und Erwärmungsprozesses zwangsläufig zu thermischen Spannungen, die zu mikroskopischen Spannungen und insgesamt zu Verformungen führen.

5. Unsachgemäße Lagerbedingungen können ebenfalls dazu führenLeiterplatteverziehen. Wenn die Leiterplatte während des Lagerungsprozesses im Halbzeugstadium fest in das Regal eingesetzt wird und die Dichtheit des Regals nicht richtig eingestellt wird oder die Leiterplatte während der Lagerung nicht standardisiert gestapelt wird, kann es zu mechanischen Schäden kommen Verformung des Brettes.

3. Gründe für das technische Design:

1. Wenn die Kupferoberfläche auf der Leiterplatte uneben ist und eine Seite größer und die andere Seite kleiner ist, ist die Oberflächenspannung in den spärlichen Bereichen schwächer als in den dichten Bereichen, was dazu führen kann, dass sich die Leiterplatte bei Temperaturschwankungen verzieht ist zu hoch.

2. Spezielle Dielektrizitäts- oder Impedanzverhältnisse können dazu führen, dass die Laminatstruktur asymmetrisch ist, was zu einer Verformung der Platine führt.

3. Wenn die Hohlstellen der Platine selbst groß und viele davon sind, kann es bei zu hohen Temperaturen leicht zu Verformungen kommen.

4. Wenn sich zu viele Platten auf der Platte befinden, ist der Abstand zwischen den Platten hohl, insbesondere bei rechteckigen Platten, die ebenfalls zum Verziehen neigen.