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  • 高精密度(HDI)電路板的耐熱性介紹
     
    發布時間:2010-7-27

        HDI板的耐熱性能是HDI可靠性能中重要的一個項目,HDI板的板厚變得越來越薄,對其耐熱性能的要求也越來越高。無鉛化進程的推進,也提高了HDI板耐熱性能的要求,而且由於HDI板在層結構等方麵不同於普通多層通孔PCB板,因此HDI板的耐熱性能與普通多層通孔PCB板相比有所不同,一階HDI板典型結構如圖1所示。HDI板的耐熱性能缺陷主要是爆板和分層。到目前為止,根據多種材料以及多款HDI板的耐熱性能測試的經驗,發現HDI板發生爆板機率最大的區域是密集埋孔的上方以及大銅麵的下方區域。圖2為一款典型的一階HDI產品發生爆板的情況。

     

    HDI板的耐熱性

     

        耐熱性是指PCB抵抗在焊接過程中產生的熱機械應力的能力, PCB在耐熱性能測試中發生分層的機製一般包括以下幾種:


    1) 測試樣品內部不同材料在溫度變化時,膨脹和收縮性能不同而在樣品內部產生內部熱機械應力,從而導致裂縫和分層的產生。

     

    2) 測試樣品內部的微小缺陷(包括空洞,微裂紋等),是熱機械應力集中所在,起到應力的放大器的作用。在樣品內部應力的作用下,更加容易導致裂縫或分層的產生。

     

    3) 測試樣品中揮發性物質(包括有機揮發成分和水),在高溫和劇烈溫度變化時,急劇膨脹產生巨大的內部蒸汽壓力,當膨脹的蒸汽壓力到達測試樣品內部的微小缺陷(包括空洞,微裂紋等)時,微小缺陷對應的放大器作用就會導致分層。

     

        HDI板容易在密集埋孔的上方發生分層,這是由於HDI板在埋孔分布區域特殊的結構所導致的。有無埋孔區域的應力分析如下表1。無埋孔區域(結構1)在耐熱性能測試受熱膨脹時,在同一平麵上各個位置的Z方向的膨脹量都是均勻的,因此不會存在由於結構的差異造成的應力集中區域。當區域中設計有埋孔且埋孔鑽在基材麵上(結構2)時,在埋孔與埋孔之間的A-A截麵上,由於基材沒有收到埋孔在Z方向的約束,因而膨脹量較大,而在埋孔和焊盤所在的B-B截麵上,由於基材受到埋孔在Z方向的約束,因而膨脹量較小,這三處膨脹量的差異,在埋孔焊盤與HDI介質和塞孔樹脂交界處和附近區域造成應力集中,從而比較容易形成裂縫和分層。

     

        HDI板容易在外層大銅麵的下方發生分層,這是由於在貼裝和焊接時,PCB受熱,揮發性物質(包括有機揮發成分和水)急劇膨脹,外層大銅麵阻擋了揮發性物質(包括有機揮發成分和水)的及時逸出,因此產生巨大的內部蒸汽壓力,當膨脹的蒸汽壓力到達測試樣品內部的微小缺陷(包括空洞,微裂紋等)時,微小缺陷對應的放大器作用就會導致分層。

     

    HDI板的耐熱性

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