刚挠板热风整平焊锡时挠性区撕裂改善.pdf

印制电路信息 2024 No.1短兵相接实战场 Comment Encountered刚挠板热风整平焊锡时挠性区撕裂改善齐国栋1，2 陈显正1，2 李超谋1，2（1.珠海杰赛科技有限公司，广东 珠海 519170；2.中电科普天科技股份有限公司，广东 广州 510400）中图分类号：TN41文献标志码：A文章编号：10090096（2024）01006103Improvement of tearing in the flexible zone during hot air solder leveling of R-FPCBQI Guodong1，2 CHEN Xianzheng1，2 LI Chaomou1，2(1.Zhuhai Jiesai Technology Co.,Ltd.,Zhuhai 519170,Guangdong,China;2.Electronics Technology Putian Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510400,Guangdong,China)0引言为了防止挠性区空腔内的气体在经过热风整平焊锡（hot air solder levelling，HASL）高温流程时，气体受热膨胀导致的刚挠结合印制电路板（rigid flexible printed circuit board，R-FPCB）出现分层异常，现R-FPCB采用了先开盖后HASL的加工流程，但挠性区面积大的产品加工时由于挠性区的支撑力不足，无法承受风刀压力而导致撕裂。1试验方案设计1.1试验板叠层设计R-FPCB结构如图1所示。1.2常规生产流程（1）挠性印制电路板（flexible printed circuit board，FPCB）生产流程：开料光成像蚀刻检验棕化嫁接覆盖膜棕化。（2）刚 性 印 制 电 路 板（rigid printed circuit board，RPCB）生产流程：开料光成像蚀刻检验铣盲槽棕化。（3）FPCB+RPCB 生产流程：层压钻孔沉铜光成像蚀刻检验印阻焊铣孔+铣盲槽HASL（有铅）后制程。1.3试验板试验方案刚挠板采用先开盖后HASL的加工流程。综合多种影响因素，分别从挠性区面积大小、挠性区形状、铣孔方式、吹锡方向，制定多种测试方案，见表1。1.4验收标准HASL后，挠性区的质量情况验证标准主要是目视观察挠性区外观状态判定，理想状态下是无折皱、无撕裂、无变形为最优，无折皱、无撕裂、边缘轻微变形为合格。图1试验RFPCB结构作者简介：陈显正（1988），男，工程师，主要研究方向为刚挠结合板产品开发、评审策划、工艺改善及能力提升。-61短兵相接实战场 Comment Encountered印制电路信息 2024 No.12试验结果与分析2.1铣孔方式：与挠性区平行与挠性区平行铣孔的HASL结果见表2。（1）对比同尺寸、不同外形的挠性区图形，挠性区为一字型的未出现折皱或撕裂的异常问题，L、C、S字型均出现折皱情况，严重者可致挠性区边缘撕裂。说明在HASL过程中，挠性区的形状越复杂，支撑力越差，越容易出现折皱/撕裂问题。（2）对比同外形、不同尺寸的挠性区图形，发现挠性区尺寸小的异常情况较轻微，而更大尺寸的挠性区，均出现较为严重的撕裂。说明HASL 过程中，挠性区尺寸越大，支撑力越差，越容易出现折皱/撕裂问题。表2与挠性区平行铣孔的HASL结果挠性区尺寸/mm20302060301003015050200挠性区形状一字型无异常无异常无异常无异常无异常L字型无异常折皱折皱+轻微撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂C字型轻微折皱折皱折皱+撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂S字型无异常折皱折皱+撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂表1试验方案水平因素挠性区尺寸/mm挠性区形状（图2）铣孔方式（图3）吹锡方向（图4）12030一字型与挠性区平行横向22060L字型铣孔两端拐角竖向330100C字型分段铣孔430150S字型550200图2挠性区形状设计图3铣孔方式设计图4热风吹锡方向设计-62印制电路信息 2024 No.1短兵相接实战场 Comment Encountered2.2铣孔方式：铣孔两端拐角挠性区平行+两端拐角铣孔的 HASL 结果见表3。（1）对比不同方案的挠性区撕裂情况发现，挠性区出现折皱、撕裂的情况与第一种铣孔方式的结果基本相同。（2）在挠性区末端外形增加铣孔两端拐角后，挠性区边缘可用来支撑的部分面积更小，支撑情况更差，在 HASL 过程中受风摆动情况更严重，报废比例升高。2.3铣孔方式：分段铣孔（桥连点设计）根据挠性区外形情况，控制挠性区域铣孔长度在3080 mm之间，结果见表4。（1）各尺寸、各形状挠性区均未出现异常。即增加挠性区铣孔桥连点，可以有效控制铣孔的长度，且通过桥连点支撑，挠性区更稳定，不会在HASL过程中出现折皱、撕裂等异常问题。（2）当挠性区尺寸设计得较大，铣孔长度 60 mm时，桥连点支撑效果会相对变差，桥连两端出现变形，有折皱撕裂的前期迹象；当铣孔长度50 mm时，不论尺寸及外形，挠性区外观均表现良好，桥连点支撑效果较优，可定义为安全范围。2.4喷锡方向：横向竖向对比对比HASL时横方向/竖方向入板的生产结果，可以看出不同方向挠性区受风面积差异较大，折皱、撕裂风险差异较大。即在挠性区铣孔方式相同的情况下，HASL方向的影响也在折皱、撕裂异常中占据较大比重。3结语通过对挠性区的大小、形状、开盖前铣孔方式，以及吹锡方向等因素进行测试，分别确认了各项因素对挠性区撕裂情况的影响。对各试验方案进行对比发现，挠性区铣孔段增加桥连点设计，控制铣孔区长度，可以有效地增强挠性区支撑力，且当铣孔设计长度50 mm时，桥连点对挠性区的支撑力效果最好，可以保证产品质量。最终找到了一种合适的方案解决此类异常，改善了挠性区撕裂的问题。表3与挠性区平行+两端拐角铣孔的HASL结果挠性区尺寸/mm20302060301003015050200挠性区形状一字型无异常无异常无异常无异常轻微折皱L字型无异常折皱折皱+轻微撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂C字型折皱折皱折皱+撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂S字型轻微折皱折皱折皱+撕裂折皱+撕裂折皱+撕裂表4分段（桥连点）铣孔的HASL结果挠性区尺寸/mm20302060301003015050200挠性区形状一字型无异常无异常无异常无异常无异常L字型无异常无异常无异常无异常无异常C字型无异常无异常无异常无异常无异常S字型无异常无异常无异常无异常无异常-63