ปัญหาการหดตัวของแผงวงจรพิมพ์

เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นที่ตรงกลางและพื้นที่ขอบของบอร์ดแตกต่างกัน บอร์ดจะมีระดับการขยายและการหดตัวที่แตกต่างกัน ปัญหานี้อาจสร้างความเสียหายให้กับข้อต่อบัดกรีและส่วนประกอบในแผงวงจรพิมพ์ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของ PCB ทั้งหมด

 

ปัญหาการหดตัวหมายถึงการเปลี่ยนแปลงขนาดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความชื้นหรือการกระจายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการผลิตของแผงวงจรพิมพ์ ภายใต้สถานการณ์ปกติ แผงวงจรพิมพ์จะหดตัวหลังการประมวลผล ซึ่งเกิดจากการระเหยของน้ำภายใน อย่างไรก็ตาม เมื่อบอร์ดพบกับสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือร้อน น้ำจะไหลกลับเข้าไปภายในบอร์ด ทำให้ขนาดของบอร์ดขยายและหดตัว

 

ปัญหาของการขยายการบีบอัดและการหดตัวของแผงวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุต่างๆ นั้นแตกต่างกัน และเมื่อแผงวงจรพิมพ์ได้รับความร้อน ชิ้นส่วนต่างๆ จะมีระดับการขยายตัวและการหดตัวที่แตกต่างกัน ภายใต้สถานการณ์ปกติ แผงวงจรพิมพ์ประกอบด้วยใยแก้วและอีพอกซีเรซิน และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอยู่ที่ประมาณ 16-18 ppm/ องศา ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของฟอยล์ทองแดงอยู่ที่ประมาณ 17 ppm/ องศา

 

ภาพ:สีน้ำตาลออกไซด์

 

 

การขยายตัวและการหดตัวของแผงวงจรจะส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์ดังต่อไปนี้

 

1. ทำให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแผงวงจรพิมพ์ลดลง

หากไม่สามารถแก้ไขปัญหาการขยายตัวและการหดตัวของแผงวงจรพิมพ์ได้ทันเวลา อาจทำให้เกิดการแยกตัวระหว่างชั้นของวัสดุ การแตกของชั้นฉนวน ฯลฯ ทำให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าลดลง สิ่งนี้ไม่เพียงลดประสิทธิภาพการทำงานของวงจรทั้งหมด แต่ยังเพิ่มอันตรายต่อความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในระหว่างการใช้งานอีกด้วย

2. ผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์

ปัญหาการขยายตัวและการหดตัวของแผงวงจรพิมพ์สามารถเพิ่มความเค้นภายในของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ นำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น อุปกรณ์หลวมและรอยประสานร้าว และลดความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์

 

เพื่อแก้ปัญหาการขยายการบีบอัดและการหดตัวของแผงวงจรมักใช้มาตรการต่อไปนี้:

 

1. เลือกวัสดุที่เหมาะสม วิศวกรสามารถเลือกวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนน้อยกว่าเพื่อผลิตแผงวงจร เช่น โพลีอิไมด์ (PI) และโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) วัสดุเหล่านี้มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถลดการขยายตัวและการหดตัวของแผงวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. ปรับเค้าโครงของข้อต่อประสาน การจัดวางจุดประสานที่ถูกต้องสามารถลดปัญหาความเข้มข้นของความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวและการหดตัวของ PCB ระยะห่างของรอยประสานควรสม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และห่างจากขอบของกระดานมากที่สุด สิ่งนี้สามารถลดความเครียดของข้อต่อประสาน PCB ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดความเสี่ยงของการแตกร้าวของข้อต่อประสาน

3. ควบคุมอุณหภูมิ ในกระบวนการผลิต PCB ควรควบคุมและปรับอุณหภูมิการกดและเวลาให้เหมาะสมตามลักษณะของวัสดุและสภาพแวดล้อมของกระบวนการ กระบวนการกดที่เหมาะสมสามารถลดการขยายตัวและการหดตัวของ PCB และรับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแผงวงจรพิมพ์

 

การบดอัดและการหดตัวของแผงวงจรพิมพ์เป็นปัญหาทั่วไปแต่ร้ายแรงที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแผงวงจรพิมพ์ มาตรการข้างต้นสามารถลดการเกิดปัญหาการขยายตัวและการหดตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความเสถียรของแผงวงจรพิมพ์