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了解电路板板弯板翘的原因、危害及解决方法详

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2021-12-06 20:30    浏览量:

   印刷电路板(PCB)的弯曲通常被认为是错误识别不合格的最高级别,因为这可能是人们了解得最少的。许多新来的检查员认为,将完全平坦的刚性电路板作为标准是一个谬论。在PCB设计阶段了解PCB弯曲和扭曲的原因和原因有助于解决该问题。

弓和扭曲之间的区别

  首先,让大家讨论弓和扭曲这两个术语的不同之处。尽管板子的所有四个角都与面板接触,但带有弓形问题的电路板仍会从面板上抬起(想象弓形武器的形状)。

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弯曲和弯曲的印刷电路板示例

 

当三个PCB角与面板接触而第四个角升高时,会发生扭曲。根据IPC,这两个条件都有确定弯曲或扭曲程度是合格还是不合格的要求。

为什么IPC允许弯曲或扭曲?

  答案是由于印刷电路板制造中涉及材料工艺PCB层压板由玻璃纤维布和环氧树脂制成,每层都具有独特的热膨胀性能。在PCB层压板的一侧或两侧添加一层铜,您必须考虑其他的热膨胀特性。

当电路板制造商将材料暴露于各种蚀刻和热处理过程中时,无法保证层压板在所有样品上都能表现出均匀的反应。

  由于不同样品之间的反应不同,尽管PCB层压板制造商遵循所有层压板的严格制造工艺,所以IPC设置了允许的公差。为了解决正常差异,预计成品将落在定义的参数或公差范围内,而不是确切的数字。这些预设公差允许较小程度的弯曲和/或扭曲,而不会影响电路板的性能。

弓和扭曲的其他影响

其他因素会影响电路板制造过程中的弯曲度和弯曲度,其中包括:

  • 附加零件号特征 

  • 电路板层数更高(附加材料=附加热处理)

  • 材料混合(即,使用带有标准FR4的高频PTFE层压板来控制阻抗值,从而导致不平衡堆积

  • 铜配重的混合

  铜配重的混合对弓曲和扭曲有负面影响,因为铜具有高的热膨胀系数。与低密度铜区域相比,更高密度的铜将以更大的力向最小电阻区域扩展。平衡的堆叠结构使相对的热膨胀值彼此相反,从而有助于保持均匀的弓曲和扭转力。通过使堆叠不平衡,具有较大热膨胀值的一侧将影响整个电路板。铜平面的实心层将与信号层不同地扩展,特别是在信号密度较小的情况下。将所有信号放在电路板一侧的类似层上,而所有平面都在另一侧,这是灾难的根源。

  PCB制造商还应尽自己的职责,以确保适当地保存未加工的层压板以保持材料平整,并负责进行中的工作以防止生产面板堆放笨拙。当设计易于弯曲和弯曲时,制造商还可以建议客户盗用铜。

 

板翘板弯的改善对策

那要如何才可以防止板子过回焊炉发生板弯及板翘的情形呢?

1. 降低温度对板子应力的影响

  既然「温度」是板子应力的主要来源,只要降低回焊炉的温度或是调慢板子在回焊炉中升温及冷却的速度,就可以大大地降低板弯及板翘的情形发生。不过可能会有其他副作用就事了。

2. 采用高Tg的板材

  Tg是玻璃转换温度,也就是材料由玻璃态转变成橡胶态的温度,Tg值越低的材料,表示其板子进入回焊炉后开始变软的速度越快,而且变成柔软橡胶态的时间也会变长,板子的变形量当然就会越严重。採用较高Tg的板材就可以增加其承受应力变形的能力,但是相对地材料的价钱也比较高。

3. 增加电路板的厚度

  许多电子的产品为了达到更轻薄的目的,板子的厚度已经剩下1.0mm、0.8mm,甚至作到了0.6mm的厚度,这样的厚度要保持板子在经过回焊炉不变形,真的有点强人所难,建议如果没有轻薄的要求,板子最好可以使用1.6mm的厚度,可以大大降低板弯及变形的风险。

4. 减少电路板的尺寸与减少拼板的数量

  既然大部分的回焊炉都採用链条来带动电路板前进,尺寸越大的电路板会因为其自身的重量,在回焊炉中凹陷变形,所以尽量把电路板的长边当成板边放在回焊炉的链条上,就可以降低电路板本身重量所造成的凹陷变形,把拼板数量降低也是基于这个理由,也就是说过炉的时候,尽量用窄边垂直过炉方向,可以达到最低的凹陷变形量。

5. 使用过炉托盘治具

  如果上述方法都很难作到,最后就是使用过炉托盘 (reflow carrier/template) 来降低变形量了,过炉托盘可以降低板弯板翘的原因是因为不管是热胀还是冷缩,都希翼托盘可以固定住电路板等到电路板的温度低于Tg值开始重新变硬之后,还可以维持住园来的尺寸。

  SMT贴片加工:了解PCB弯曲和扭曲为大家提供了可接受标准的参数以及关键的预防方法。对于制造商来说,了解导致印刷电路板弯曲和弯曲的主要原因是很重要的,但是它们并不能消除电路板制造商的潜在根源。有了更好的理解,就会有一个更好,更有效的电路板设计和制造过程。

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