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pcb爆板 寻找电路板pcb爆板的原因 捷多邦制定pcb爆板解决方案

爆板pcb

什么是爆板

无铅再流焊接过程中,发生在HDI积层多层PCB第二次压合的PP层和次层铜箔棕化面之间的分离现象,为爆板。

有挥发物的形成源死产生爆板的必要条件:

(1)PCB板中存在水汽是导致爆板的首要原因。

(2)存储和生产过程中湿气的影响也是导致爆板的重要原因。

PCB爆板成因及解决方案:

造成PCB 焊接过程爆板的成因众多且复杂,我们从PCB设计、材料选择、焊接曲线、加工过程(包括棕/黑化、压板、钻铣成型及过程吸湿管理等)等四方面对爆板现象的形成原因和解决方案进行归纳总结。

成因分析:

(1)爆板主要发生在高层板结构中,位置相对比较固定。主要位置发生在BGAPitch 间距较小及BGA 密集区域位置。

(2) 无铅焊接的Profile 峰值温度较传统锡铅焊接平均高出34℃(锡铅焊料熔点为183℃,而无铅焊料熔点最低为217℃),对材料的耐热性要求较高。锡铅焊料在Reflow 时的峰温平均为225℃,波焊峰温平均为250℃,而无铅焊料的Reflow 峰温则达到245℃,喷锡及波焊温度有270℃,且Reflow 的平均操作时间延长至20s以上,焊接热量的剧增,对PCB 板的损伤加剧。

(3) Z-CTE 膨胀太大,在高温焊接受条件下,Z 轴膨胀过大也会导致爆板。

解决方案:

为应对无铅化对PCB板的耐热性能的挑战,IPC-4101B/99 针对“无铅FR-4”增加了四项新要求,要求(玻璃化转变温度)Tg≥150℃、(热裂解温度)Td≥325℃、Z-CTE≤3.5%(50—260℃)和T288≥5min。因此,建议在耐无铅工艺的材料选择时应优先选择满足上述要求的材料,同时在配方方面建议优先选择有填料(Filler)和酚醛(PN)硬化的材料。

设计不良造成的爆板主要有三种类型:

1.叠板结构不合适,内层板的铜厚和填胶量计算不正确。实践证明,半固化片的胶含量应足够,特别是低树脂含量的7628PP,使用时更应详加计算。我们的经验是压合后奶油层厚度应大于等于0.25mil;

备注:奶油层厚度=(PP 总厚度-填胶厚度-玻璃布厚度)/2

2.内层板阻流块设计不合适,常见的阻流块设计有三种:铜条结构、“城墙”结构和圆形Pad 设计(如下图),设计时应根据实际情况试验确定;

3.孔设计和编号孔设计不良。板边过多的工具孔设计(工具孔一般为3.2mm)在压合时不能被充分填胶而导致空洞,后工序易藏药水而导致爆板。另外, 编号孔也存在同样的影响。因此,建议在设备购买时应选用一致的对位系统,以减少板边的Tooling 孔数量。