Medidas eficaces para vencer el problema de deformación de las PCB

Hoy en día, los productos electrónicos requieren miniaturización y alta precisión, por lo que la miniaturización de componentes se ha convertido en una tendencia de desarrollo esencial. Cuando los componentes miniaturizados están listos para ensamblarse en PCB de área grande, se deben establecer requisitos mucho más altos para la suavidad de la placa. Naturalmente, se ha convertido en un tema esencial para que los fabricantes de PCB consideren cómo reducir el grado de deformación de los PCB.

De acuerdo con las normas de fabricación confirmadas por IPC-600, la deformación de las PCB que están listas para pasar por el ensamblaje SMT debe ser del 0,75 % como máximo. Sin embargo, cuando se trata del ensamblaje de componentes pequeños en placas de circuito con áreas grandes, esa regulación no funciona. En términos generales, para satisfacer las demandas del ensamblaje de componentes miniaturizados en placas de PCB con áreas grandes, la deformación de la PCB debe reducirse al 0,5 % o menos.

Análisis de deformación

El problema de la deformación se analizará primero en esta parte de este artículo con una muestra de PCB de 8 capas cuyo tamaño es de 248 mm±0,25x162,2±0,20. Se requiere que la deformación de esta placa sea del 0,5 %, pero su deformación práctica después del primer lote de producción cae en el rango de 2,5 % a 3,2 %.

La estructura de capas de una PCB de 8 capas se muestra a continuación.

La proporción de residuos de cobre para cada capa se muestra en la siguiente figura.

Según el análisis anterior, la característica sobresaliente de esta placa de muestra es la distribución desigual del cobre de cada capa. Además, el cobre es relativamente grueso. Como resultado, se activa la deformación de la placa.

Soluciones para vencer la deformación de PCB

• Esquema #1

El método principal para equilibrar los residuos de cobre entre las capas de la placa consiste en agregar cobre vertido en blanco.

Para reducir el estrés de deformación del tablero, es una buena idea reducir el tamaño del panel con un método de panelización de rotación. Cuando se trata de esta PCB de muestra, el tamaño del panel debe modificarse de 610 mm x 520 mm a 610 mm x 356 mm. La matriz de paneles del primero es de 3x2 mientras que la del segundo es de 2x2.

Debido a las medidas de mejora anteriores, la proporción de residuos de cobre se muestra en la Figura 3 a continuación. Después de tales modificaciones, la deformación se modificó para estar en el rango de 2,0 % a 2,9 % que recibe una mejora evidente pero un poco lejos del requisito de 0,5 %.

•Esquema #2

Basado en el esquema n.º 1, se agrega rigidez a la placa. Después de dicha modificación, la estructura de capas de la placa PCB se puede indicar en la siguiente figura.

La implementación de este esquema hace que la deformación de PCB esté en el rango de 2.0% a 2.9%. Evidentemente, este esquema no funciona en la resolución de problemas de deformación, lo que indica que hay poca correlación entre la deformación y la rigidez de la placa. Necesitamos seguir optimizando el Esquema n.° 1, es decir, buscar más formas de equilibrar los residuos de cobre.

•Esquema#3

Según el esquema n.º 1, la capa 2 y la capa 6 deben intercambiarse entre sí. La proporción de residuos de cobre para cada capa de PCB después de la aplicación del Esquema n.º 3 se muestra en la Figura 5 a continuación.

De acuerdo con el Esquema n.º 3, la deformación de la PCB permanece dentro del 0,5 % y aún permanece en el 0,5 % incluso después de dos soldaduras por reflujo, lo cual es compatible con la demanda. Además, una producción de prueba de 300 piezas verifica la confiabilidad de este esquema. Como resultado, el esquema n.º 3 funciona mejor entre todos los esquemas.

De acuerdo con los experimentos anteriores, dado que la distribución entre todas las capas dieléctricas es uniforme, es la distribución desigual del cobre lo que provoca la deformación de la PCB. Mediante el equilibrio de los residuos de cobre en cada capa de la placa de PCB, la deformación de la placa se reduce del rango de 2,5 % a 3,2 % al rango de 0,5 %, lo que indica que la solución central para el problema de deformación de la PCB radica en el equilibrio del residuo de cobre entre las capas dieléctricas y el cobre. capas. En consecuencia, en lo que se refiere a la deformación durante el proceso de ensamblaje, la ecualización debe lograrse mediante el diseño de los componentes, la distribución térmica y la distribución del ensamblaje para que la deformación de la placa se pueda reducir con la calidad del producto garantizada.

Recursos útiles
• Factores que determinan el número de capas y la distribución de capas en PCB
• Fabricación de PCB multicapa
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• Elementos de diseño de PCB que influyen en SMT Fabricación