PCB çarpıklığının temel nedeni, panel yüzeyinde eşit olmayan gerilim dağılımı ve tutarsız gerilim salınımıdır. Malzeme seçimi, tasarım optimizasyonu ve süreç kontrolünün tam zincir işbirliği sayesinde çarpıklık, endüstri standardı gereklilikleri dahilinde istikrarlı bir şekilde kontrol edilebilir.
Çarpışmanın temel kaynağı
Malzeme karakteristiği uyumsuzluğu: Bakır folyonun, fiberglas reçinenin ve yüksek frekanslı alt tabakanın termal genleşme katsayısı (CTE) önemli ölçüde değişiklik gösterir ve sıcaklık döngüsü altında genleşme ve büzülme oranları farklıdır, bu da birikmiş iç gerilimin neden olduğu deformasyona neden olur. Sıradan FR-4 alt tabakanın Z yönündeki CTE'si 50-70 ppm/dereceye ulaşabilir; bu, bakır folyonun 17 ppm/derecedeki CTE'sinden önemli ölçüde farklıdır. Karışık baskı senaryolarında stres dengesizliği riski daha yüksektir.
Tasarım düzeni kusurları: Asimetrik istifleme yapısı, ön ve arka taraflar arasındaki bakır folyo kaplamasındaki önemli fark, bakırın geniş bir alana eşit olmayan şekilde dağıtılması, soğutma işlemi sırasında her iki tarafta da tutarsız büzülmeye doğrudan yol açabilir; bu, çok katmanlı levha bükülmesinin temel tasarım nedenidir.
Üretim süreci stresi: Presleme aşamasında aşırı ısıtma/soğutma oranı, düzensiz dağlama, sıcak hava lehim tesviyesinin ani ısıtılması ve soğuması ve lehim maskesi pişirme sırasında tahtanın Tg noktasının üzerine kayması, büyük miktarda artık gerilime neden olur ve bu, sonraki işlemler sırasında kademeli olarak serbest kalır ve bükülmeye neden olur.
Çevresel ve depolama etkileri: PCB'ler uzun süre yüksek nemli ortamlara maruz kalır ve nemi emer. Yüksek sıcaklıklarda yeniden akışlı lehimleme işlemine tabi tutulduğunda nem hızla genişler, ara katman yapısına zarar verir ve bükülme ve hatta katmanlara ayrılma olasılığını önemli ölçüde artırır.
Tam boyutlu çarpıklık kontrol şeması
1. Malzeme seçiminin kaynak kontrolü
Termal genleşme katsayısına (CTE) uyan alt tabaka kombinasyonlarına öncelik verilmelidir. Yüksek frekanslı karışık sıkıştırma senaryolarında, çarpıklığı %0,7 dahilinde kontrol edebilen FR-4 ile eşleştirilmiş Rogers RO4835 gibi benzer Z ekseni CTE'sine sahip malzemeler mümkün olduğunca seçilmelidir. Deformasyon riskini temel düzeyde azaltmak için, tekdüze iç yapıya ve 170 dereceye eşit veya daha büyük Tg değerine sahip, yüksek stabiliteye sahip alt tabakaları sıkı bir şekilde tarayın.
2. Tasarım aşamasında gerilme dengesi
Simetrik istifleme tasarımını sıkı bir şekilde uygulayın, plaka kalınlığının merkezi etrafında ayna simetrisi elde edin ve çekirdek plakanın kalınlığını, yarı kürlenmiş levhaların sayısını ve bakır katmanların dağılımını mükemmel şekilde eşleştirin. Çok katmanlı kartlar için, termal strese karşı koymak amacıyla "FR-4/yüksek frekanslı çekirdek plaka/FR-4" sandviç yapısının kullanılması önerilir.
Bir tarafta konsantre bakır birikmesini önlemek için ön ve arka taraflar arasındaki bakır alan oranını 1,1:1 oranında kontrol edin. Yerel olarak bakır ekleyerek kart yüzeyindeki artık bakır oranını dengeleyin ve eşit olmayan ısı emilimi ve dağılımı sorununu ortadan kaldırın.
3. Üretim süreçlerinin hassas optimizasyonu
Presleme işlemi, DOE deneysel verilerine dayanan özel bir sıcaklık eğrisi ile özelleştirilmiş, ısıtma hızını ve yalıtım süresini doğru bir şekilde kontrol eden, tekdüze reçine akışını sağlayan ve yerel stres konsantrasyonunu önleyen bölümlü bir ısıtma işlemini benimser.
Sıkıştırmadan sonra, ısı salma işlemi eklenir ve reçinenin tam çapraz bağlanmasını ve sertleşmesini teşvik etmek, kalan iç gerilimi önceden serbest bırakmak ve sonraki işlemler sırasında deformasyon riskini önemli ölçüde azaltmak için 150-180 derece sıcaklık aralığında kademeli pişirme gerçekleştirilir.
Devreye girmeden önce PCB'nin nemi alınmalı ve kartın nem emiliminin neden olduğu bükülme tehlikesini tamamen ortadan kaldırmak ve kurşunsuz yeniden akışlı lehimlemenin yüksek sıcaklık koşullarına uyum sağlamak için 150 derece / 8 saatte pişirilmelidir.
4. Algılama ve yardımcı kontrol
Tam bir süreç kalitesi izlenebilirlik sistemi oluşturmak için, IPC standartlarına dayalı bir lazer çarpıklık dedektörü kullanılarak, her kritik süreçten sonra düzlük testi gerçekleştirilir. Büyük boyutlu ince levhalar ve yüksek yoğunluklu montaj levhaları için, yüksek sıcaklıkta kendi ağırlığı nedeniyle deformasyonu önlemek amacıyla yeniden akışlı lehimleme özel taşıyıcı ile desteklenir.