PCB翘曲,是指PCB在工作过程中产生弯曲,由于PCB内部的热量不均匀造成的。所谓PCB翘曲(弓曲,韧曲),指的是PCB相对于平面的一种变形。一块PCB产品水平放置于一个非常平整的大理石台面上,通过目视及轻敲确认板子有无翘曲,如有,则证明该PCB产品存在板翘曲,与水平大理石台面所翘起的高度即为板翘曲高度。下面广东省华南检测技术有限公司介绍PCB翘曲测量相关的内容。
一、PCB翘曲的危害
PCB的翘曲对于元器件的安装影响还是蛮大的。作为行业的人都很清楚。
1.元器件无法插装或贴装到板子的孔和表面贴装焊盘上,甚至会撞坏自动插装机。
2.较大的翘曲度可能会导致元件安装不平整,信号传输问题以及机械连接的困难。
PCB翘曲图
二、PCB翘曲度标准是多少?
PCB翘曲标准因产品类型和制造难度而异。一般来说,对于需要贴片的PCB,翘曲度需小于或等于0.75%,才判定为合格产品。而对于不需要贴片(只含有插件元器件)的PCB板,对其平整度要求会放宽一些,但翘曲度也需小于或等于1.5%才判定为合格产品。然而,为了满足高精度和高速度贴装的需求,部分厂商对PCB翘曲度的要求更加严格。有些厂商要求翘曲度需小于或等于0.5%,甚至有些厂商要求其小于或等于0.3%。
PCB翘曲度的标准图
三、PCB翘曲度的计算公式
PCB翘曲度的计算公式为:翘曲度=(最高单角翘曲高度÷基板对角线长度)×100%。详细的可以看下面的图。
PCB翘曲的计算公式
四、PCB翘曲的原因
1. 温度变化:材料在不同的温度下会膨胀或收缩,可能导致电路板的形状发生变化。
2. 湿度:当电路板暴露在湿度较高的环境中时,水分会进入电路板的材料中,导致电路板的形状发生变化。
3. 机械应力:在制造过程中,电路板可能会受到弯曲或扭曲的力;安装过程中施加的机械应力也可能导致电路板翘曲。
4. 电路设计:如果电路设计不合理,可能会导致电路板的温度分布不均匀,从而引起翘曲。
5. 材料:不同的材料具有不同的物理性质,如热膨胀系数和弹性模量,这些性质可能会影响电路板的翘曲。
分析原因
五、PCB翘曲的解决方法
1. 检查设计和材料:确保在 PCB 设计中考虑到了适当的支撑结构,并选择了合适的板材。
2. 热管理:在 PCB 制造过程中,要注意热管理。
3. 封装选择:正确选择封装也很重要。
4. 优化布局:合理布局 PCB 组件和电路,避免大面积的热源或重量集中在一个区域。
5. 进行结构加固:在 PCB 上安装加固材料,以增加其稳定性,防止翘曲。
6. 装配精细:在装配过程中注意贴片的平整性和紧固的程度。
7. 温度管理:控制 PCB 的工作温度,以降低其翘曲的风险。
六、PCB翘曲修复方法
1、PCB 工序中 PCB 翘曲修复
PCB板生产过程中,挑出翘曲较大的板子,用滚压矫平机将翘曲矫平,然后进入下一道工序。许多PCB板制造商认为这种方法对于降低成品PCB板的翘曲是非常有效的。
滚压平板机
2. PCB 成品板翘曲修复
对于成品,翘曲明显超差,不能用辊式整平机整平。一些 PCB 厂将其放入小型压力机(或类似夹具)中以压制翘曲的PCB板,停留几个小时到十个小时进行冷压整平。
有的 PCB 厂会把小压机加热到一定温度,再对压平的 PCB 板进行热压,效果会比冷压好,但压力过大会导致线材变形;如果温度过高会产生松香变色及其变色等缺陷。而且,无论是冷压整平还是热压整平,都需要很长时间(几个小时到十几个小时)才能看到效果,压平后的PCB板翘曲反弹比例也很高。
这里推荐了弓形模具的热冲压压平方法。根据要平整的PCB面积,使用简单的弓形模具(见图1)。这里,提出了两种类型的调平操作。
弓形模具图
2.1、将翘曲的PCB板夹入弓形模具,放入烤箱烘烤整平方法:
翘曲的 PCB 板弯曲面对模具的曲面,调整夹具螺丝使PCB板向反方向变形翘曲,然后将带有 PCB 板的模具放入烤箱中加热到一定温度进行烘烤,烤一会儿。在加热条件下,基板应力逐渐松弛,变形的 PCB 板恢复到平整状态。但烘烤温度不宜过高,以免松香变色或基材变黄。但温度不宜过低,在较低温度下完全松弛应力需要较长时间。
烘烤箱
2.2、.将PCB板软化后夹入弓形模具压平方法:
对于翘曲变形比较小的 PCB板,可以将待整平的 PCB 板放入已经加热到一定温度的烘箱中(即温度设定可参照基材的玻璃化转变温度确定,基材在烘箱中烘烤一定时间,观察软化情况确定。一般玻璃纤维布基材的烘烤温度较高,纸基板的烘烤温度可以低一些;厚板的烘烤温度可以略高一些,薄板的烘烤温度可以略低一些。
喷过松香的PCB板,烘烤温度不宜过高。烘烤一定时间,然后取几张到十几张,夹入弓形模具,调整压力螺丝,并使 PCB 板轻微翘曲,反方向变形。板子冷却定型后,即可卸模,取出压平的 PCB 板。
弓模压平后PCB板翘曲低;即使经过波峰焊后也基本可以保持平整状态;对PCB板外观颜色的影响也很小。
总结
PCB板翘曲是 PCB 厂特别头疼的问题。它不仅降低了产量,而且影响了交货时间。如果采用弧形模具进行热整平,且整平工艺合理合适,可以将翘曲的PCB板整平,解决交货期问题。
以上是广东省华南检测技术有限公司关于 PCB 翘曲、PCB 翘曲原因及解决方法的简单介绍,希望能够对大家有帮助,欢迎大家和我们交流。
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