プリント基板の収縮問題

基板の中心部と端部の温度差が異なると、基板の伸び縮みの度合いが異なります。 この問題は、プリント基板のはんだ接合部やコンポーネントに損傷を与える可能性があり、その結果、PCB 全体の性能に影響を与える可能性があります。

 

収縮問題とは、プリント基板の製造工程における含水率の変化や熱の不均一な分布によって引き起こされるサイズの変化を指します。 通常の状況では、プリント基板は加工後に内部の水分の蒸発によって収縮します。 ただし、ボードが湿気の多い環境や加熱にさらされると、水がボードの内部に再侵入し、ボードのサイズが膨張したり収縮したりします。

 

プリント基板の圧縮膨張および収縮の問題は、主に材料の熱膨張係数に関連しています。 異なる材料の熱膨張係数は異なり、プリント基板が加熱されると、異なる部品の膨張と収縮の度合いが異なります。 通常の状況下では、プリント基板はガラス繊維とエポキシ樹脂で構成されており、その熱膨張係数は約 16-18 ppm/度であるのに対し、銅箔の熱膨張係数は約 17 ppm/度です。

 

写真:褐色酸化物

 

 

基板の伸縮により製品に次のような影響が生じます。

 

1. プリント基板の電気的性能の低下を引き起こす

プリント基板の伸縮問題を早期に解決しないと、材料の層間剥離や絶縁層の破断などを引き起こし、電気的性能の低下につながる可能性があります。 これにより、回路全体の性能が低下するだけでなく、動作中の電子製品の安全上の危険も増大します。

2. 製品の信頼性への影響

プリント基板の伸縮の問題は、電子製品の内部応力を増大させ、デバイスの緩みやはんだ接合部のクラックなどの問題を引き起こし、製品の信頼性を低下させる可能性があります。

 

回路基板の圧縮伸縮の問題を解決するには、通常次のような対策が取られます。

 

1. 適切な材料を選択します。 エンジニアは、ポリイミド (PI) やポリテトラフルオロエチレン (PTFE) など、熱膨張係数が小さい材料を選択して回路基板を製造できます。 これらの材料は優れた耐高温性と機械的特性を備えており、回路基板の膨張と収縮を効果的に低減できます。

2. はんだ接合部のレイアウトを調整します。 はんだ接合部の正しいレイアウトにより、PCB の膨張と収縮によって引き起こされる応力集中の問題を軽減できます。 はんだ接合の間隔はできるだけ均一にし、基板の端からできるだけ離す必要があります。 これにより、PCB のはんだ接合部の応力が効果的に軽減され、はんだ接合部の亀裂のリスクが軽減されます。

3. 温度を制御します。 プリント基板の製造プロセスでは、材料の特性やプロセス環境に応じてプレス温度とプレス時間を制御し、最適化する必要があります。 適切なプレスプロセスにより、PCB の膨張と収縮が軽減され、プリント回路基板の電気的性能が保証されます。

 

プリント基板の圧縮と収縮は一般的ですが深刻な問題であり、プリント基板の性能と耐用年数に影響を与える可能性があります。 上記の対策により、伸縮の問題の発生を効果的に軽減し、プリント基板の信頼性と安定性を向上させることができます。