SMT( 인쇄 회로 기판 어셈블리 , PCBA ) 표면 실장 기술이라고도 합니다.제조 공정 중에 솔더 페이스트는 가열 환경에서 가열되고 녹기 때문에 PCB 패드는 솔더 페이스트 합금을 통해 표면 실장 부품과 안정적으로 결합됩니다.우리는 이 프로세스를 리플로우 솔더링이라고 부릅니다.대부분의 회로 기판은 Reflow(리플로우 솔더링)를 겪을 때 기판이 휘거나 뒤틀리는 경향이 있습니다.심한 경우에는 빈 납땜, 묘비 등 부품의 원인이 되기도 합니다. 자동화된 조립 라인에서 회로 기판 공장의 PCB가 평평하지 않으면 위치가 부정확해지고 부품을 보드의 구멍과 표면 실장 패드에 삽입할 수 없으며 자동 삽입 기계도 손상됩니다.부품이 붙은 기판은 용접 후 구부러지고 부품 발은 깔끔하게 자르기가 어렵습니다.보드는 기계 내부의 섀시나 소켓에 설치할 수 없기 때문에 조립 공장에서 보드 뒤틀림이 발생하는 것도 매우 성가신 일입니다.현재 인쇄 기판은 표면 실장 및 칩 실장 시대에 진입했으며 조립 공장은 기판 뒤틀림에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해져야 합니다.
US IPC-6012(1996년판) "사양 및 성능 사양"에 따르면 경질 인쇄 기판 ", 표면 실장 인쇄 기판의 최대 허용 휨 및 왜곡은 0.75%, 기타 기판의 경우 1.5%입니다. IPC-RB-276(1992년판)과 비교하여 표면 실장 인쇄 기판에 대한 요구 사항을 개선했습니다. at 현재 다양한 전자 조립 공장에서 허용하는 휨은 양면 또는 다층, 1.6mm 두께에 관계없이 일반적으로 0.70~0.75%입니다.
많은 SMT 및 BGA 보드의 경우 요구 사항은 0.5%입니다.일부 전자 공장에서는 휨 기준을 0.3%로 높이라고 촉구하고 있다.휨 테스트 방법은 GB4677.5-84 또는 IPC-TM-650.2.4.22B에 따릅니다.검증된 플랫폼 위에 인쇄기판을 놓고 휨 정도가 가장 큰 곳에 테스트 핀을 삽입한 후 테스트 핀의 직경을 인쇄기판의 휘어진 모서리 길이로 나누어 휨의 정도를 계산한다. 인쇄판.곡률이 사라졌습니다.
그래서 PCB 제조 과정에서, 보드가 구부러지고 뒤틀리는 이유는 무엇입니까?
각 판 휘어짐과 판 뒤틀림의 원인은 다를 수 있지만 모두 판재가 견딜 수 있는 응력보다 더 큰 응력이 판에 가해졌기 때문이라고 봐야 합니다.플레이트에 고르지 않은 응력이 가해질 때 또는 보드의 각 위치에서 응력에 저항하는 능력이 고르지 않으면 보드 굽힘 및 보드 뒤틀림이 발생합니다.다음은 판 굽힘 및 판 뒤틀림의 네 가지 주요 원인을 요약한 것입니다.
1. 회로 기판의 고르지 않은 구리 표면 영역은 기판의 굽힘 및 뒤틀림을 악화시킵니다.
일반적으로 회로 기판에는 접지용으로 넓은 면적의 동박이 설계되어 있습니다.때로는 넓은 면적의 구리 호일도 Vcc 레이어에 설계됩니다.이러한 대면적 구리 호일을 동일한 회로 기판에 고르게 분포시킬 수 없을 때 이 때 고르지 않은 열 흡수 및 방열 문제가 발생합니다.물론 회로 기판도 열에 의해 팽창 및 수축합니다.팽창과 수축을 동시에 수행할 수 없으면 다른 응력과 변형이 발생합니다.이때 보드의 온도가 Tg 값의 상한에 도달하면 보드가 연화되기 시작하여 영구 변형이 발생합니다.
2. 회로 기판 자체의 무게로 인해 기판이 찌그러지고 변형될 수 있습니다.
일반적으로 리플로우 퍼니스는 체인을 사용하여 리플로 퍼니스에서 회로 기판을 앞으로 구동합니다. 즉, 보드의 양면이 지지대로 사용되어 전체 보드를 지지합니다.보드에 무거운 부품이 있거나 보드의 크기가 너무 크면 씨앗의 양으로 인해 중간에 함몰되어 플레이트가 휘어집니다.
3. V-Cut과 연결 스트립의 깊이는 퍼즐의 변형에 영향을 미칩니다.
기본적으로 V-Cut은 기판의 구조를 파괴하는 주범인데, V-Cut은 원래의 대형 판재에 V자 모양의 홈을 파기 때문에 V-Cut이 변형되기 쉽기 때문입니다.
4. 회로 기판의 각 레이어의 연결 지점(비아)은 기판의 확장 및 수축을 제한합니다.
오늘날의 회로 기판은 대부분 다층 기판이며 층 사이에 리벳과 같은 연결 지점(비아)이 있을 것입니다.연결 지점은 관통 구멍, 막힌 구멍 및 묻힌 구멍으로 나뉩니다.연결 지점이 있는 경우 보드가 제한됩니다.확장 및 수축 효과는 간접적으로 플레이트 굽힘 및 플레이트 뒤틀림을 유발합니다.
그렇다면 제조 공정 중 기판 뒤틀림 문제를 더 잘 방지할 수 있는 방법은 무엇일까요? 다음은 도움이 될 수 있는 몇 가지 효과적인 방법입니다.
1. 기판의 응력에 대한 온도의 영향 감소
"온도"가 기판 응력의 주요 원인이기 때문에 리플로 오븐의 온도가 낮아지거나 리플로 오븐에서 기판의 가열 및 냉각 속도가 느려지는 한 판 굽힘 및 뒤틀림의 발생이 크게 발생할 수 있습니다. 줄인.그러나 납땜 단락과 같은 다른 부작용이 발생할 수 있습니다.
2. 고 Tg 시트 사용
Tg는 유리 전이 온도, 즉 재료가 유리 상태에서 고무 상태로 변하는 온도입니다.재료의 Tg 값이 낮을수록 리플로우 오븐에 들어간 후 보드가 더 빨리 연화되기 시작하고 부드러운 고무 상태가 되는 데 걸리는 시간도 길어지며 보드의 변형은 물론 더 심각해집니다. .더 높은 Tg 시트를 사용하면 응력과 변형에 대한 저항력을 높일 수 있지만 상대적인 재료의 가격도 더 높습니다.
3. 회로 기판의 두께 증가 많은 전자 제품의 경량화와 박형화라는 목적을 달성하기 위해 기판의 두께는 1.0mm, 0.8mm, 심지어 0.6mm까지 남았습니다.이러한 두께는 리플로우 퍼니스 후 보드가 변형되는 것을 방지해야 하는데, 이는 정말 어렵습니다.가벼움과 얇음에 대한 요구 사항이 없다면 보드의 두께는 1.6mm로 보드의 구부러짐 및 변형 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 4. 회로 기판의 크기를 줄이고 퍼즐의 수를 줄입니다. 대부분의 리플로 퍼니스는 회로 기판을 앞으로 구동하기 위해 체인을 사용하기 때문에 회로 기판의 크기가 커질수록 자체 중량, 리플로 퍼니스의 찌그러짐 및 변형으로 인해 회로 기판의 긴 쪽을 넣으십시오. 보드의 가장자리로.리플로로의 체인에서 회로 기판의 무게로 인한 함몰 및 변형을 줄일 수 있습니다.패널 수를 줄이는 것도 이런 이유에서다.즉, 용광로를 통과할 때 좁은 모서리를 사용하여 용광로 방향을 최대한 멀리 통과시키십시오.함몰 변형량. 5. 용광로 트레이 고정 장치 사용 위의 방법을 달성하기 어려운 경우 마지막 방법은 리플로우 캐리어/템플릿을 사용하여 변형량을 줄이는 것입니다.리플로우 캐리어/템플릿이 플레이트의 굽힘을 줄일 수 있는 이유는 그것이 열팽창인지 냉수축인지 희망하기 때문입니다.트레이는 회로 기판을 잡고 회로 기판의 온도가 Tg 값보다 낮아지고 다시 굳기 시작할 때까지 기다릴 수 있으며 원래 크기를 유지할 수도 있습니다. 단일 레이어 팔레트가 회로 기판의 변형을 감소시킬 수 없는 경우 상부 및 하부 팔레트로 회로 기판을 고정하기 위해 커버를 추가해야 합니다.이는 리플로로를 통한 회로 기판 변형 문제를 크게 줄일 수 있습니다.그러나 이 화로 트레이는 상당히 고가이며 트레이를 놓고 재활용하기 위해 수작업이 필요합니다. 6. V-Cut 대신 라우터를 사용하여 서브보드 사용 V-Cut은 회로 기판 사이의 기판 구조 강도를 파괴하므로 V-Cut 서브보드를 사용하거나 V-Cut의 깊이를 줄이지 마십시오.
7. 엔지니어링 설계의 세 가지 요점: A. 층간 프리프레그의 배열은 대칭이어야 합니다. 예를 들어 6층 보드의 경우 1~2층과 5~6층 사이의 두께와 프리프레그의 수가 동일해야 합니다. 그렇지 않으면 라미네이팅 후 뒤틀리기 쉽습니다. 나. 다층심판과 프리프레그는 같은 공급자의 제품을 사용하여야 한다. 다. 외층의 A면과 B면의 회로패턴 면적은 최대한 가깝게 한다.A면이 큰 구리 표면이고 B면이 몇 줄만 있는 경우 이러한 종류의 인쇄 기판은 에칭 후 쉽게 휘어집니다.두 면의 선 영역이 너무 다른 경우 균형을 위해 가는 면에 독립 그리드를 추가할 수 있습니다. 8. 프리프레그의 위도 및 경도: 프리프레그를 합지한 후 날실과 위사 수축률이 다르고 블랭킹과 라미네이팅 과정에서 날실과 위사 방향을 구분해야 한다.그렇지 않으면 라미네이팅 후 완성된 보드가 뒤틀리기 쉽고 베이킹 보드에 압력이 가해져도 수정하기 어렵습니다.다층기판의 휨이 발생하는 많은 이유는 적층시 프리프레그가 경사와 위사방향으로 구분되지 않고 무작위로 적층되기 때문이다. 경사와 위사 방향을 구별하는 방법: 롤에서 프리프레그의 압연 방향은 경사 방향이고 폭 방향은 위사 방향입니다.동박판의 경우 장변이 위사 방향이고 단변이 날실 방향입니다.확실하지 않은 경우 제조업체 또는 공급업체 쿼리에 문의하십시오. 9. 자르기 전에 베이킹 보드: 동박 적층판을 절단하기 전에 기판을 베이킹하는 목적(섭씨 150도, 시간 8±2시간)은 기판의 수분을 제거함과 동시에 기판의 수지를 완전히 응고시키고 더 나아가 보드가 휘는 것을 방지하는 데 유용합니다.거들기.현재 많은 양면 및 다층 보드는 여전히 블랭킹 전후에 베이킹 단계를 고수합니다.단, 일부 후판 공장의 경우 예외가 있습니다.다양한 PCB 공장의 현재 PCB 건조 시간 규정도 4~10시간으로 일관성이 없습니다.생산되는 인쇄기판의 등급과 휨에 대한 고객의 요구사항에 따라 결정하는 것이 좋습니다.블록 전체를 구운 후 직소로 자르거나 블랭킹한 후 굽는다.두 방법 모두 가능합니다.절단 후 보드를 굽는 것이 좋습니다.내부 레이어 보드도 구워야합니다 ... 10. 라미네이션 후 응력에 추가하여: 다층 보드를 핫프레스 및 콜드프레스한 후 꺼내어 버를 잘라내거나 밀링한 다음 섭씨 150도의 오븐에 4시간 동안 평평하게 놓아 보드의 응력이 점차적으로 방출되고 수지가 완전히 경화됩니다.이 단계는 생략할 수 없습니다.
11. 얇은 판은 전기 도금 중에 곧게 펴야 합니다. 0.4~0.6mm 초박형 다층 기판을 표면 전기 도금 및 패턴 전기 도금에 사용하는 경우 특수 클램핑 롤러를 만들어야 합니다.자동 전기도금 라인에서 플라이 버스에 박판을 고정한 후 둥근 막대를 사용하여 플라이 버스 전체를 고정합니다.롤러는 도금 후 플레이트가 변형되지 않도록 롤러의 모든 플레이트를 곧게 펴기 위해 함께 묶여 있습니다.이 조치가 없으면 20 ~ 30 미크론의 구리 층을 전기 도금한 후 시트가 구부러지고 이를 해결하기 어렵습니다. 12. 열풍 레벨링 후 보드 냉각: 인쇄 기판이 뜨거운 공기에 의해 수평을 이루면 납땜 수조의 고온(약 섭씨 250도)의 영향을 받습니다.꺼낸 후 평평한 대리석이나 철판 위에 올려 자연 냉각한 후 후가공기로 보내 세척한다.이것은 보드의 뒤틀림을 방지하는 데 좋습니다.일부 공장에서는 납-주석 표면의 밝기를 향상시키기 위해 뜨거운 공기가 수평이 된 직후 보드를 냉수에 넣은 다음 후 처리를 위해 몇 초 후에 꺼냅니다.이러한 종류의 고온 및 저온 충격은 특정 유형의 보드에 뒤틀림을 유발할 수 있습니다.트위스트, 레이어드 또는 물집.또한 냉각을 위해 장비에 공기 부상 침대를 설치할 수 있습니다. 13. 뒤틀린 보드의 처리: 잘 관리되는 공장에서는 최종 검사 시 인쇄 기판의 평탄도를 100% 검사합니다.자격이 없는 모든 보드를 골라 오븐에 넣고 고압으로 섭씨 150도에서 3-6시간 동안 구운 다음 고압으로 자연 냉각합니다.그런 다음 보드를 꺼내기 위해 압력을 완화하고 보드의 일부를 저장할 수 있도록 평탄도를 확인하고 일부 보드는 수평을 맞추기 전에 두세 번 굽고 눌러야 합니다.위에서 언급한 뒤틀림 방지 프로세스 조치가 구현되지 않으면 일부 보드는 쓸모가 없고 폐기될 수 밖에 없습니다.
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