Bewezen Strategieën om PCB-Krimp te Elimineren voor Betrouwbare Prestaties

Tegenwoordig eisen elektronische producten miniaturisatie en hoge nauwkeurigheid, zodat component-miniaturisatie een essentiële ontwikkelingstrend is geworden. Wanneer geminiaturiseerde componenten klaar zijn om op groot-oppervlakte PCBs gemonteerd te worden, moeten aan de plankgladheid veel hogere eisen gesteld worden. Natuurlijk is het een essentieel onderwerp voor PCB-fabrikanten geworden om te overwegen hoe de krimp van PCBs te verminderen.

Volgens productiereglementen bevestigd door IPC-600, is de krimp van PCBs die klaar zijn voor SMT-montage vereist om maximaal 0,75% te zijn. Bij het monteren van kleine componenten op printplaten met grote oppervlaktes, werkt die regelgeving echter niet. Over het algemeen gesproken, om aan de eisen van geminiaturiseerde componentenmontage op PCB-printplaten met grote oppervlaktes te voldoen, moet de PCB-krimp worden verminderd tot 0,5% of lager.

Krimpanalyse

Het krimpprobleem wordt in dit deel van het artikel eerst geanalyseerd met een monster 8-laags PCB wiens afmetingen 248mm±0,25x162,2±0,20 zijn. De krimp van dit bord is vereist om 0,5% te zijn, maar de praktische krimp na de eerste productiebatch valt in het bereik van 2,5% tot 3,2%.

De laagstructuur van een 8-laags PCB wordt als volgt gedemonstreerd.

Koperresidu-verhouding voor elke laag wordt als de volgende figuur gedemonstreerd.

Op basis van de bovenstaande analyse is de uitstekende kenmerk van dit monsterbord de ongelijke koperverdeling van elke laag. Bovendien is koper relatief dik. Als resultaat ontstaat bordkrimp.

Oplossingen om PCB-Krimp te Bestrijden

• Schema#1

De primaire methode om koperresidu tussen lagen van het bord te balanceren ligt in het toevoegen van koperaanvulling in lege ruimtes.

Om de vervormingsspanning van het bord te verminderen, is het een goed idee om de paneelgrootte te verkleinen met een rotatie-panelisatiemethode. Wat dit monster PCB betreft, moet de paneelgrootte gewijzigd worden van 610mmx520mm naar 610mmx356mm. Het paneelarray van de eerste is 3x2, terwijl dat van de laatste 2x2 is.

Vanwege de bovenstaande verbeteringsmaatregelen, wordt de koperresidu-verhouding gedemonstreerd in Figuur 3 hieronder. Na dergelijke wijzigingen is de krimp gewijzigd in het bereik van 2,0% tot 2,9%, wat een duidelijke verbetering ontvangt maar nog een beetje ver van de eis van 0,5%.

•Schema#2

Op basis van Schema#1 wordt bordstijfheid toegevoegd. Na dergelijke wijziging kan de laagstructuur van het PCB-bord worden aangegeven door de volgende figuur.

De implementatie van dit schema maakt PCB-krimp in het bereik van 2,0% tot 2,9%. Duidelijk werkt dit schema niet aan het krimpprobleem, wat aangeeft dat er weinig correlatie is tussen krimp en bordstijfheid. We moeten Schema#1 verder optimaliseren, dat wil zeggen, zoeken naar meer manieren op koperresidu-balans.

•Schema#3

Op basis van Schema#1 moeten Laag 2 en Laag 6 met elkaar verwisseld worden. Koperresidu-verhouding voor elke laag van PCB na toepassing van Schema#3 wordt getoond als Figuur 5 hieronder.

In overeenstemming met Schema#3, blijft PCB-krimp binnen 0,5% en het blijft nog steeds op 0,5% zelfs na tweemaal reflow-solderen, wat compatibel is met de eis. Bovendien verifieert een proefproductie van 300 stukken de betrouwbaarheid van dit schema. Als resultaat presteert Schema#3 het best van alle schema's.

Volgens bovenstaande experimenten, aangezien de verdeling onder alle diëlektrische lagen gelijkmatig is, leidt de ongelijke verdeling van koper tot PCB-krimp. Door koperresidu op elke laag van het PCB-bord te balanceren, daalt de bordkrimp van het bereik van 2,5% tot 3,2% naar het bereik binnen 0,5%, wat aangeeft dat de kernoplossing voor het PCB-krimpprobleem ligt in balans op koperresidu tussen diëlektrische lagen en koperlagen. Daarom, wat krimp betreft tijdens het montageproces, moet gelijkmaking worden bereikt door componentlayout, thermische verdeling en montagedistributie, zodat bordkrimp kan worden verminderd met gegarandeerde productkwaliteit.

Nuttige Bronnen
• Factoren die het Aantal Lagen en Laagverdeling in PCBs Bepalen
• Multilayer PCB Fabricatie
• De Belangrijkste PCB Ontwerp Regels Die Je Moet Kennis
• PCB Ontwerp Elementen Die SMT Productie Beïnvloeden