Mesures efficaces pour vaincre le problème de gauchissement des PCB

De nos jours, les produits électroniques nécessitent une miniaturisation et une grande précision de sorte que la miniaturisation des composants est devenue une tendance de développement essentielle. Lorsque des composants miniaturisés sont prêts à être assemblés sur des circuits imprimés de grande surface, des exigences beaucoup plus élevées doivent être posées pour la douceur de la carte. Naturellement, il est devenu un sujet essentiel pour les fabricants de PCB d'examiner comment réduire l'étendue du gauchissement des PCB.

Selon les réglementations de fabrication confirmées par IPC-600, le gauchissement des PCB prêts à passer par l'assemblage SMT doit être de 0,75 % au maximum. Cependant, lorsqu'il s'agit d'assembler de petits composants sur des cartes de circuits imprimés avec de grandes surfaces, cette réglementation ne fonctionne pas. D'une manière générale, pour répondre aux exigences de l'assemblage de composants miniaturisés sur des cartes PCB avec de grandes surfaces, le gauchissement des PCB doit être réduit à 0,5 % ou moins.

Analyse du gauchissement

Le problème de déformation sera d'abord analysé dans cette partie de cet article avec un échantillon de PCB à 8 couches dont la taille est de 248 mm ± 0,25 x 162,2 ± 0,20. Le gauchissement de cette planche doit être de 0,5 %, mais son gauchissement pratique après le premier lot de production se situe entre 2,5 % et 3,2 %.

La structure en couches d'un circuit imprimé à 8 couches est illustrée ci-dessous.

Le taux de résidus de cuivre pour chaque couche est illustré par la figure suivante.

Sur la base de l'analyse ci-dessus, la caractéristique saillante de cet échantillon de carte est la distribution inégale du cuivre de chaque couche. De plus, le cuivre est relativement épais. En conséquence, le gauchissement de la planche est suscité.

Solutions pour vaincre la déformation des PCB

• Schéma 1

La principale méthode pour équilibrer les résidus de cuivre entre les couches de la carte consiste à ajouter du cuivre en versant du blanc.

Pour réduire les contraintes de déformation du panneau, il est judicieux de rétrécir la taille du panneau avec une méthode de panélisation par rotation. En ce qui concerne cet exemple de PCB, la taille du panneau doit être modifiée de 610 mm x 520 mm à 610 mm x 356 mm. Le réseau de panneaux du premier est de 3x2 tandis que celui du second est de 2x2.

En raison des mesures d'amélioration ci-dessus, le taux de résidus de cuivre est illustré à la figure 3 ci-dessous. Après de telles modifications, le gauchissement a été modifié pour se situer dans la plage de 2,0 % à 2,9 % qui reçoit une amélioration évidente mais un peu loin de l'exigence de 0,5 %.

• Schéma 2

Sur la base du schéma n° 1, la rigidité de la carte est ajoutée. Après une telle modification, la structure des couches de la carte PCB peut être indiquée par la figure suivante.

La mise en œuvre de ce schéma rend le gauchissement des PCB dans la plage de 2,0% à 2,9%. Évidemment, ce schéma ne fonctionne pas sur la résolution des problèmes de déformation, ce qui indique qu'il y a peu de corrélation entre la déformation et la rigidité de la carte. Nous devons continuer à optimiser le schéma #1, c'est-à-dire rechercher d'autres moyens d'équilibrer les résidus de cuivre.

• Schéma n° 3

Sur la base du schéma n° 1, les couches 2 et 6 doivent être échangées entre elles. Le taux de résidus de cuivre pour chaque couche de PCB après l'application du schéma n° 3 est illustré à la figure 5 ci-dessous.

Conformément au schéma n ° 3, le gauchissement du PCB reste inférieur à 0,5% et il reste toujours à 0,5% même après deux soudures par refusion, ce qui est compatible avec la demande. De plus, une production d'essai de 300 pièces vérifie la fiabilité de ce schéma. En conséquence, le schéma #3 est le plus performant parmi tous les schémas.

Selon les expériences ci-dessus, puisque la distribution entre toutes les couches diélectriques est uniforme, c'est la distribution inégale du cuivre qui entraîne le gauchissement des PCB. En équilibrant les résidus de cuivre sur chaque couche de carte de circuit imprimé, le gauchissement de la carte est réduit de la plage de 2,5 % à 3,2 % à la plage de 0,5 %, ce qui indique que la solution principale au problème de gauchissement des PCB réside dans l'équilibre des résidus de cuivre entre les couches diélectriques et le cuivre. couches. Par conséquent, en ce qui concerne le gauchissement pendant le processus d'assemblage, l'égalisation doit être obtenue par la disposition des composants, la distribution thermique et la distribution de l'assemblage afin que le gauchissement de la carte puisse être réduit tout en garantissant la qualité du produit.

Ressources utiles
• Facteurs déterminant le nombre de couches et la distribution des couches dans les PCB
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