เอสเอ็มที( การประกอบแผงวงจรพิมพ์ , PCBA ) เรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการยึดพื้นผิวในระหว่างกระบวนการผลิต สารประสานจะถูกให้ความร้อนและหลอมละลายในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อน เพื่อให้แผ่น PCB ผสานรวมกับส่วนประกอบยึดพื้นผิวได้อย่างน่าเชื่อถือผ่านโลหะผสมของสารประสานเราเรียกกระบวนการนี้ว่าการบัดกรีแบบรีโฟลว์แผงวงจรส่วนใหญ่มักจะเกิดการงอและบิดเบี้ยวของบอร์ดเมื่อทำการ Reflow (การบัดกรีแบบ reflow)ในกรณีที่รุนแรง อาจทำให้ส่วนประกอบต่างๆ เช่น การบัดกรีหมดและหินหน้าหลุมฝังศพ ในสายการประกอบอัตโนมัติ หาก PCB ของโรงงานแผงวงจรไม่แบน จะทำให้วางตำแหน่งไม่ถูกต้อง ไม่สามารถใส่ส่วนประกอบเข้าไปในรูและแผ่นยึดพื้นผิวของบอร์ดได้ และแม้แต่เครื่องแทรกอัตโนมัติก็จะเสียหายบอร์ดที่มีส่วนประกอบจะงอหลังจากการเชื่อม และขาของส่วนประกอบนั้นยากที่จะตัดอย่างประณีตไม่สามารถติดตั้งบอร์ดบนแชสซีหรือซ็อกเก็ตภายในเครื่องได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่ารำคาญมากสำหรับโรงงานประกอบที่ต้องเผชิญกับการบิดเบี้ยวของบอร์ดในปัจจุบัน บอร์ดพิมพ์ได้เข้าสู่ยุคของการติดตั้งบนพื้นผิวและการติดตั้งชิป และโรงงานประกอบจะต้องมีข้อกำหนดที่เข้มงวดและเข้มงวดมากขึ้นสำหรับการบิดบอร์ด
ตาม US IPC-6012 (1996 Edition) "ข้อมูลจำเพาะและประสิทธิภาพสำหรับ บอร์ดพิมพ์แข็ง " การบิดเบี้ยวและการบิดเบี้ยวสูงสุดที่อนุญาตสำหรับบอร์ดพิมพ์แบบติดพื้นผิวคือ 0.75% และ 1.5% สำหรับบอร์ดอื่นๆ เมื่อเทียบกับ IPC-RB-276 (รุ่นปี 1992) สิ่งนี้ได้ปรับปรุงข้อกำหนดสำหรับบอร์ดพิมพ์แบบติดตั้งบนพื้นผิว ที่ ในปัจจุบัน การบิดงอที่อนุญาตโดยโรงงานประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ โดยไม่คำนึงถึงความหนา 1.6 มม. แบบสองด้านหรือหลายชั้น มักจะอยู่ที่ 0.70~0.75%
สำหรับบอร์ด SMT และ BGA จำนวนมาก ข้อกำหนดคือ 0.5%โรงงานอิเล็กทรอนิกส์บางแห่งเรียกร้องให้เพิ่มมาตรฐานการบิดเบี้ยวเป็น 0.3%วิธีการทดสอบการบิดงอเป็นไปตาม GB4677.5-84 หรือ IPC-TM-650.2.4.22Bวางบอร์ดพิมพ์บนแท่นทดสอบ สอดพินทดสอบไปยังตำแหน่งที่ระดับการบิดงอมากที่สุด และหารเส้นผ่านศูนย์กลางของพินทดสอบด้วยความยาวของขอบโค้งของบอร์ดพิมพ์เพื่อคำนวณการบิดงอของบอร์ด กระดานพิมพ์ความโค้งหายไป
ดังนั้นในกระบวนการผลิต PCB อะไรคือสาเหตุของการงอและการบิดเบี้ยวของบอร์ด?
สาเหตุของการโก่งตัวของเพลตและการบิดงอของเพลตอาจแตกต่างกัน แต่ทั้งหมดควรเกิดจากความเค้นที่กระทำกับเพลตที่มากกว่าความเค้นที่วัสดุเพลตสามารถทนได้เมื่อแผ่นรับแรงเค้นไม่เท่ากันหรือเมื่อความสามารถในการต้านทานแรงเค้นของแต่ละตำแหน่งบนกระดานไม่เท่ากัน ผลที่ตามมาคือบอร์ดโก่งตัวและบอร์ดบิดเบี้ยวต่อไปนี้เป็นบทสรุปของสาเหตุหลัก 4 ประการของการโก่งตัวและการบิดงอของจาน
1. พื้นที่ผิวทองแดงที่ไม่สม่ำเสมอบนแผงวงจรจะทำให้การงอและการบิดงอของบอร์ดแย่ลง
โดยทั่วไปแล้ว ฟอยล์ทองแดงจะมีพื้นที่ขนาดใหญ่บนแผงวงจรเพื่อจุดประสงค์ในการต่อลงดินบางครั้งแผ่นฟอยล์ทองแดงขนาดใหญ่ก็ได้รับการออกแบบบนชั้น Vccเมื่อแผ่นทองแดงที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่เหล่านี้ไม่สามารถกระจายบนแผงวงจรเดียวกันได้อย่างสม่ำเสมอ จะทำให้เกิดปัญหาการดูดซับความร้อนและการกระจายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอแน่นอนว่าแผงวงจรก็จะขยายตัวและหดตัวด้วยความร้อนเช่นกันหากไม่สามารถขยายและหดตัวพร้อมกันได้จะทำให้เกิดความเครียดและการเสียรูปที่แตกต่างกันในขณะนี้ หากอุณหภูมิของบอร์ดถึง Tg ขีดจำกัดบนของค่าแล้ว บอร์ดจะเริ่มอ่อนลง ทำให้เกิดการเสียรูปอย่างถาวร
2. น้ำหนักของแผงวงจรเองจะทำให้แผงวงจรบุบและผิดรูป
โดยทั่วไป เตารีโฟลใช้โซ่เพื่อขับเคลื่อนแผงวงจรไปข้างหน้าในเตารีโฟลว์ กล่าวคือ ใช้ทั้งสองด้านของบอร์ดเป็นจุดศูนย์กลางเพื่อรองรับบอร์ดทั้งหมดหากมีส่วนที่หนักบนกระดานหรือขนาดของกระดานใหญ่เกินไป จะแสดงอาการกดตรงกลางเนื่องจากจำนวนเมล็ดทำให้แผ่นโค้งงอ
3. ความลึกของ V-Cut และแถบเชื่อมต่อจะส่งผลต่อการเสียรูปของจิ๊กซอว์
โดยพื้นฐานแล้ว V-Cut คือตัวการที่ทำลายโครงสร้างของไม้ เนื่องจาก V-Cut จะตัดร่องรูปตัว V บนแผ่นต้นฉบับขนาดใหญ่ ดังนั้น V-Cut จึงมีแนวโน้มที่จะเสียรูปได้ง่าย
4. จุดต่อ (จุดผ่าน) ของแต่ละชั้นบนแผงวงจรจะจำกัดการขยายและหดตัวของบอร์ด
แผงวงจรในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นบอร์ดหลายชั้น และจะมีจุดต่อ (ผ่าน) คล้ายหมุดย้ำระหว่างชั้นต่างๆจุดเชื่อมต่อแบ่งออกเป็นรูทะลุ รูบอด และรูฝังในกรณีที่มีจุดต่อบอร์ดจะถูกจำกัดผลกระทบของการขยายตัวและการหดตัวจะทำให้เกิดการโก่งตัวของแผ่นเปลือกโลกและการบิดงอของแผ่นเปลือกโลกโดยทางอ้อม
แล้วเราจะป้องกันปัญหาการบิดเบี้ยวของบอร์ดในระหว่างกระบวนการผลิตได้อย่างไร? ต่อไปนี้เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพซึ่งฉันหวังว่าจะช่วยคุณได้
1. ลดผลกระทบของอุณหภูมิต่อความเครียดของบอร์ด
เนื่องจาก "อุณหภูมิ" เป็นแหล่งที่มาหลักของความเครียดของบอร์ด ตราบใดที่อุณหภูมิของเตาอบรีโฟลว์ลดลงหรืออัตราการทำความร้อนและความเย็นของบอร์ดในเตาอบรีโฟลว์ช้าลง การเกิดการโค้งงอของแผ่นและการบิดงอสามารถเกิดขึ้นได้อย่างมาก ที่ลดลง.อย่างไรก็ตาม อาจเกิดผลข้างเคียงอื่น ๆ เช่น บัดกรีไฟฟ้าลัดวงจร
2. ใช้แผ่น Tg สูง
Tg คืออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว นั่นคืออุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนจากสถานะแก้วเป็นสถานะยางยิ่งค่า Tg ของวัสดุต่ำลง บอร์ดจะเริ่มนิ่มเร็วขึ้นหลังจากเข้าเตาอบรีโฟลว์ และเวลาที่ใช้ในการกลายเป็นยางอ่อนก็จะนานขึ้นด้วย และแน่นอนว่าการเสียรูปของบอร์ดจะรุนแรงมากขึ้น .การใช้แผ่น Tg ที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มความสามารถในการทนต่อความเครียดและการเสียรูป แต่ราคาของวัสดุที่เกี่ยวข้องก็สูงขึ้นเช่นกัน
3. เพิ่มความหนาของแผงวงจร เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของน้ำหนักเบาและบางลงสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ความหนาของบอร์ดเหลือ 1.0 มม. 0.8 มม. หรือแม้แต่ 0.6 มม.ความหนาดังกล่าวต้องป้องกันไม่ให้บอร์ดเปลี่ยนรูปหลังจากเตาหลอมซึ่งเป็นเรื่องยากมากขอแนะนำว่าหากไม่มีข้อกำหนดเรื่องความเบาและความบาง ความหนาของบอร์ดควรเป็น 1.6 มม. ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการงอและการเสียรูปของบอร์ดได้อย่างมาก 4. ลดขนาดของแผงวงจรและลดจำนวนปริศนา เนื่องจากเตารีโฟลว์ส่วนใหญ่ใช้โซ่เพื่อขับเคลื่อนแผงวงจรไปข้างหน้า ขนาดแผงวงจรที่ใหญ่ขึ้นจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักของตัวมันเอง การบุบและการเสียรูปในเตารีโฟลว์ ดังนั้นให้พยายามวางด้านยาวของแผงวงจร เป็นขอบกระดานบนห่วงโซ่ของเตา reflow สามารถลดความกดและการเสียรูปที่เกิดจากน้ำหนักของแผงวงจรได้การลดจำนวนแผงก็ขึ้นอยู่กับเหตุผลนี้เช่นกันกล่าวคือเมื่อผ่านเตาพยายามใช้ขอบแคบเพื่อผ่านทิศทางเตาไปให้ไกลที่สุดปริมาณการเสียรูปของภาวะซึมเศร้า 5. ตัวยึดถาดเตาที่ใช้แล้ว หากวิธีการข้างต้นทำได้ยาก วิธีสุดท้ายคือใช้ตัวพา/เทมเพลตการรีโฟลว์เพื่อลดจำนวนการเสียรูปเหตุผลที่พาหะ/แม่แบบ reflow สามารถลดการโค้งงอของแผ่นได้เนื่องจากหวังว่าจะมีการขยายตัวเนื่องจากความร้อนหรือการหดตัวด้วยความเย็นถาดสามารถรองแผงวงจรและรอจนกว่าอุณหภูมิของแผงวงจรจะต่ำกว่าค่า Tg และเริ่มแข็งตัวใหม่และยังคงขนาดเดิมไว้ได้ หากพาเลทชั้นเดียวไม่สามารถลดการเสียรูปของแผงวงจรได้ จะต้องเพิ่มฝาครอบเพื่อยึดแผงวงจรกับพาเลทบนและล่างสิ่งนี้สามารถลดปัญหาการเสียรูปของแผงวงจรผ่านเตา reflow ได้อย่างมากอย่างไรก็ตาม ถาดเตาเผานี้มีราคาค่อนข้างแพง และต้องใช้แรงงานคนในการวางและรีไซเคิลถาด 6. ใช้ Router แทน V-Cut เพื่อใช้บอร์ดย่อย เนื่องจาก V-Cut จะทำลายความแข็งแรงของโครงสร้างระหว่างแผงวงจร พยายามอย่าใช้แผ่นย่อย V-Cut หรือลดความลึกของ V-Cut
7. สามจุดในการออกแบบทางวิศวกรรม: A. การจัดเรียงพรีพรีกระหว่างชั้นควรมีความสมมาตร เช่น สำหรับบอร์ด 6 ชั้น ความหนาระหว่าง 1~2 และ 5~6 ชั้น และจำนวนพรีพรีกควรเท่ากัน มิฉะนั้น การเคลือบจะบิดงอได้ง่ายหลังการเคลือบ B. แผ่นแกนหลายชั้นและพรีเพกควรใช้ผลิตภัณฑ์ของซัพพลายเออร์รายเดียวกัน ค. พื้นที่ลายวงจรด้าน A และด้าน B ของชั้นนอกควรอยู่ใกล้กันมากที่สุดหากด้าน A เป็นพื้นผิวทองแดงขนาดใหญ่ และด้าน B มีเส้นไม่กี่เส้น แผ่นพิมพ์ประเภทนี้จะบิดงอได้ง่ายหลังการกัดหากพื้นที่ของเส้นทั้งสองด้านต่างกันเกินไป คุณสามารถเพิ่มเส้นตารางอิสระบนด้านบางเพื่อความสมดุล 8. ละติจูดและลองจิจูดของพรีเพก: หลังจากเคลือบพรีเพกแล้ว อัตราการหดตัวของด้ายพุ่งและด้ายพุ่งจะแตกต่างกัน และทิศทางของด้ายพุ่งและด้ายพุ่งจะต้องแยกแยะระหว่างการปิดขอบและการเคลือบมิฉะนั้น บอร์ดที่ทำเสร็จแล้วจะบิดงอได้ง่ายหลังการเคลือบ และแก้ไขได้ยากแม้ว่าจะใช้แรงกดกับบอร์ดอบก็ตามเหตุผลหลายประการสำหรับการบิดเบี้ยวของบอร์ดหลายชั้นคือพรีเพกไม่แตกต่างในทิศทางการบิดงอและพุ่งระหว่างการเคลือบ และพวกมันจะเรียงซ้อนกันแบบสุ่ม วิธีการแยกแยะทิศทางการยืนและด้ายพุ่ง: ทิศทางการม้วนของพรีเพกในม้วนคือทิศทางการยืน ในขณะที่ทิศทางความกว้างคือทิศทางพุ่งสำหรับแผ่นฟอยล์ทองแดงด้านยาวคือทิศทางพุ่งและด้านสั้นคือทิศทางการยืนหากคุณไม่แน่ใจ โปรดติดต่อสอบถามผู้ผลิตหรือซัพพลายเออร์ 9. แผ่นรองอบก่อนตัด: จุดประสงค์ของการอบบอร์ดก่อนตัดลามิเนตหุ้มทองแดง (150 องศาเซลเซียส เวลา 8±2 ชั่วโมง) คือเพื่อขจัดความชื้นในบอร์ด และในขณะเดียวกันทำให้เรซินในบอร์ดแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ และกำจัด ความเครียดที่เหลืออยู่ในกระดาน ซึ่งมีประโยชน์ในการป้องกันกระดานจากการบิดงอช่วย.ในปัจจุบัน บอร์ดสองหน้าและหลายชั้นยังคงปฏิบัติตามขั้นตอนการอบก่อนหรือหลังการอบอย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นสำหรับโรงงานผลิตเพลทบางแห่งระเบียบเวลาการอบแห้ง PCB ในปัจจุบันของโรงงาน PCB หลายแห่งก็ไม่สอดคล้องกันเช่นกัน ตั้งแต่ 4 ถึง 10 ชั่วโมงขอแนะนำให้ตัดสินใจตามเกรดของบอร์ดพิมพ์ที่ผลิตและความต้องการของลูกค้าสำหรับการบิดงออบหลังจากตัดเป็นจิ๊กซอว์หรือช่องว่างหลังจากอบทั้งก้อนแล้วทั้งสองวิธีเป็นไปได้แนะนำให้อบบอร์ดหลังตัดควรอบบอร์ดชั้นในด้วย... 10. นอกจากความเครียดหลังจากการเคลือบ: หลังจากที่บอร์ดหลายชั้นผ่านการรีดร้อนและรีดเย็นแล้ว จะนำออกมา ตัดหรือบดเสี้ยนออก แล้วนำไปวางในเตาอบที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 4 ชั่วโมง เพื่อให้ความเค้นในบอร์ดลดลง ค่อยๆปล่อยออกมาและเรซินจะแห้งสนิทขั้นตอนนี้ไม่สามารถละเว้นได้
11. ต้องยืดแผ่นบางให้ตรงระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า: เมื่อใช้บอร์ดหลายชั้นแบบบางพิเศษ 0.4~0.6 มม. สำหรับการชุบผิวด้วยไฟฟ้าและการชุบด้วยไฟฟ้าตามรูปแบบ ควรทำลูกกลิ้งหนีบแบบพิเศษหลังจากที่แผ่นบางถูกยึดบนฟลายบัสบนสายการชุบด้วยไฟฟ้าอัตโนมัติแล้ว แท่งกลมจะถูกนำมาใช้เพื่อยึดฟลายบัสทั้งหมดลูกกลิ้งจะพันเข้าด้วยกันเพื่อยืดแผ่นทั้งหมดบนลูกกลิ้งให้ตรง เพื่อไม่ให้แผ่นหลังการชุบเสียรูปหากไม่มีมาตรการนี้ หลังจากการชุบชั้นทองแดงด้วยไฟฟ้าขนาด 20 ถึง 30 ไมครอน แผ่นงานจะงอและยากต่อการแก้ไข 12. การระบายความร้อนของบอร์ดหลังจากปรับระดับลมร้อน: เมื่อบอร์ดพิมพ์ถูกปรับระดับด้วยลมร้อน อุณหภูมิของอ่างบัดกรีจะกระทบกับอุณหภูมิสูง (ประมาณ 250 องศาเซลเซียส)หลังจากนำออกมาแล้ว ควรวางบนหินอ่อนเรียบหรือแผ่นเหล็กเพื่อให้เย็นตามธรรมชาติ จากนั้นจึงส่งไปยังเครื่องหลังการประมวลผลเพื่อทำความสะอาดเป็นการป้องกันการบิดงอของบอร์ดได้ดีในบางโรงงาน เพื่อเพิ่มความสว่างของพื้นผิวตะกั่ว-ดีบุก บอร์ดจะถูกใส่ในน้ำเย็นทันทีหลังจากที่อากาศร้อนได้ระดับ และนำออกมาหลังจากผ่านไปสองสามวินาทีสำหรับการประมวลผลภายหลังการกระแทกทั้งร้อนและเย็นแบบนี้อาจทำให้บอร์ดบางประเภทบิดงอได้บิดเป็นชั้นหรือเป็นแผลพุพองนอกจากนี้ยังสามารถติดตั้ง Air Floatation Bed บนอุปกรณ์เพื่อระบายความร้อนได้อีกด้วย 13. การรักษากระดานบิดเบี้ยว: ในโรงงานที่มีการจัดการที่ดี บอร์ดที่พิมพ์จะได้รับการตรวจสอบความเรียบ 100% ระหว่างการตรวจสอบขั้นสุดท้ายบอร์ดที่ไม่ผ่านเกณฑ์ทั้งหมดจะถูกหยิบออกมา นำเข้าเตาอบ อบที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส ภายใต้แรงกดดันอย่างหนักเป็นเวลา 3-6 ชั่วโมง และเย็นลงตามธรรมชาติภายใต้แรงกดดันอย่างหนักจากนั้นผ่อนแรงกดเพื่อนำกระดานออก และตรวจสอบความเรียบ เพื่อให้สามารถรักษาส่วนของกระดานไว้ได้ และบางแผ่นจำเป็นต้องอบและกดสองหรือสามครั้งก่อนที่จะปรับระดับได้หากไม่นำมาตรการต่อต้านการแปรปรวนดังกล่าวข้างต้นไปใช้ กระดานบางแผ่นจะไร้ประโยชน์และสามารถทิ้งได้เท่านั้น
English th 
