کنترل محیطی ازبرد مدارهای چاپیدر مرحله ذخیره سازی از اتمام تولید تا مونتاژ و استفاده تاثیر بسزایی بر کیفیت محصول دارد. دما به عنوان یک پارامتر کلیدی محیطی، مستقیماً بر خواص مواد و پایداری ساختاری بردهای مدار تأثیر می گذارد و نیاز به کنترل دقیق دارد.
1، تأثیر دما بر مواد و ساختارهای برد مدار چاپی
مدارهای مدار چاپی از مواد مختلفی مانند زیرلایه، فویل مس، ماسک لحیم کاری و غیره تشکیل شده اند و خواص فیزیکی و شیمیایی هر ماده به طور قابل توجهی تحت تاثیر دما قرار می گیرد.
جزء رزین در زیرلایه تحت تخریب ساختار پیوند متقاطع زنجیره مولکولی-در محیط دمای بالا مستمر، کاهش مقاومت عایق و افزایش جریان نشتی را در پی خواهد داشت. در عین حال، استحکام پیوند بین بستر و فویل مسی با افزایش دما کاهش می یابد. هنگامی که دما از مقدار بحرانی فراتر رود، میکروحبابها ممکن است در سطح مشترک ظاهر شوند که باعث ایجاد خطرات جداسازی بین لایهها میشود.
در محیطهای با دمای پایین{0}، شاخص چقرمگی زیرلایه به طور قابل توجهی کاهش مییابد و شکنندگی مواد افزایش مییابد. در این زمان، اگر برد مدار تحت فشار مکانیکی خارجی قرار گیرد، ریزترکها در لبههای زیرلایه و ناحیه سوراخکاری مستعد ایجاد میشوند. برای بردهای چندلایه، تفاوت در انقباض مواد ناشی از دمای پایین ممکن است منجر به ناهماهنگی مدارهای بین لایه و آسیب به ویژگی های امپدانس از پیش تعیین شده شود.
2، محدوده دمایی مناسب و الزامات کنترل برای ذخیره سازی برد مدار چاپی
با توجه به داده های عمل صنعت، محدوده دمای ایمن برای ذخیره سازی برد مدارهای چاپی 15 درجه -30 درجه و محدوده کنترل بهینه 20 درجه -25 درجه است. در این محدوده، ضریب انبساط حرارتی ماده در حالت پایدار است که می تواند به طور موثر تنش سطحی را کاهش دهد.
کنترل نوسانات دما مهمتر از مقادیر دمای ایستا است. چرخه دمای مکرر می تواند باعث شود که مواد به طور مکرر منبسط و منقبض شوند و در نتیجه اثرات خستگی و تسریع در تخریب خواص مواد ایجاد شود. برای زیرلایههای خاصی مانند پلی تترا فلوئورواتیلن مورد استفاده در بردهای مدار چاپی با فرکانس بالا، نوسانات دما باید در 5± درجه کنترل شوند، زیرا ثابت دی الکتریک آنها به تغییرات دما حساس است. فراتر از این محدوده می تواند بر پایداری پارامترهای انتقال سیگنال تأثیر بگذارد.
3، اقدامات کنترلی برای دمای ذخیره سازی برد مدار چاپی
(1) کنترل محیط انبار
انبار ذخیره سازی باید مجهز به سیستم نظارت بر دمای چند نقطه ای باشد تا داده های دمای واقعی{1} زمان را از مناطق مختلف جمع آوری کند و از پوشش نظارتی بدون نقاط کور اطمینان حاصل کند. با اتخاذ یک حالت مدیریت پارتیشن، استانداردهای کنترل دمای متمایز و آستانه های هشدار با توجه به نوع مواد، دسته تولید و دوره ذخیره سازی برد مدار چاپی تنظیم می شوند.
(2) واکنش شدید آب و هوا
در مناطق با دمای بالا و رطوبت بالا، کنترل همزمان رطوبت محیط (رطوبت نسبی توصیه شده 40% -60%) برای کاهش سرعت واکنش هیدرولیز بستر ضروری است. در محیط های با دمای پایین، برای جلوگیری از تراکم بر روی سطح برد مدار و جلوگیری از خوردگی الکتروشیمیایی فویل مس، نرخ گرمایش باید در عرض 5 درجه در ساعت کنترل شود.
(3) کنترل فرآیند حمل و نقل
برای حفظ ثبات دما در طول حمل و نقل باید از ظروف ویژه با عملکرد تنظیم دما در فرآیند حمل و نقل استفاده شود. در حین عملیات بارگیری و تخلیه، لازم است زمان قرار گرفتن بردهای مدار چاپی با محیط خارجی کوتاه شود و تاثیر شوک های دما بر خواص مواد کاهش یابد.
4، تاثیر کنترل دما بر زنجیره کیفیت برد مدار چاپی
نادیده گرفتن کنترل دمای ذخیره سازی می تواند منجر به انباشت خطرات کیفیت شود. یک مطالعه موردی نشان میدهد که وقتی برد مدار چاپی در محیطی بالاتر از 40 درجه برای بیش از 72 ساعت نگهداری میشود، اگرچه تغییر قابلتوجهی در ظاهر ایجاد نمیشود، استحکام اتصال رابط بین فویل مس و زیرلایه کاهش مییابد و عیوب لایه لایه شدن در فرآیندهای جوشکاری بعدی مستعد رخ دادن است.
کنترل دقیق دما می تواند پایداری عملکرد برد مدار چاپی را تضمین کند. در زمینه الکترونیک نظامی، نوسان دمای ذخیره سازی در محدوده 2± درجه از طریق یک سیستم دما و رطوبت ثابت کنترل می شود. پس از ذخیرهسازی طولانیمدت، نرخ تغییر پارامترهای کلیدی مانند عملکرد دیالکتریک و مقاومت برد مدار چاپی را میتوان تا 3% کنترل کرد و نیازهای قابلیت اطمینان بالا را برآورده کرد.