PCB科技 - PCB板變形的危害、原因及改進措施

大多數 電路板 在回流焊接過程中容易發生電路板彎曲和翹曲. 在嚴重情况下, 它甚至可能導致組件，如空焊和墓碑. 如何克服這些問題? PCB板為什麼變形? 有什麼措施可以改善PCB板的變形嗎?

PCB板變形的危害

在自動表面貼裝線上，如果電路板不平整，將導致定位不準確，元件無法插入或安裝在板的孔和表面貼裝墊上，甚至會損壞自動插入機。 安裝元件的電路板在焊接後彎曲，元件脚難以整齊切割。 電路板無法安裝在主機殼或機器內部的插座上，囙此裝配廠遇到電路板翹曲也非常惱人。 當前的表面貼裝科技正朝著高精度、高速和智能化的方向發展，這對各種元件所在的PCB板提出了更高的平面度要求。

IPC標準中特別指出，具有表面安裝裝置的PCB板的最大允許變形為0.75%，而不具有表面安裝裝置的PCB板的最大允許變形為1.5%。 事實上，為了滿足高精度和高速放置的要求，一些電子組裝製造商對變形有更嚴格的要求。 例如，我們公司有多個客戶，他們要求最大變形為0.5%，甚至一些客戶也要求。 0.3%.

PCB板由銅箔組成, 樹脂, 玻璃布和其他資料. 每種資料的物理和化學性質不同, 壓合後不可避免地會產生熱應力, 會導致變形. 同時, 在 PCB加工 過程, 它將經歷各種過程，如高溫, 機械切割, 濕法處理, 等., 這也會對板材的變形產生重要影響. 簡言之, PCB變形的原因可能複雜多樣. 如何减少或消除加工引起的資料特性畸變或變形已成為當今世界面臨的最複雜問題之一 PCB製造商.

PCB板變形原因分析

通常，電路板上設計了大面積銅箔用於接地。 有時在Vcc層上還設計了大面積的銅箔。 當這些大面積銅箔在安裝時不能均勻分佈在同一電路板上時，會導致吸熱和散熱不均勻。 當然，電路板也會膨脹和收縮。 如果膨脹和收縮不能同時進行，將導致不同的應力和變形。 此時，如果電路板的溫度達到Tg值的上限，電路板將開始軟化，導致永久變形。

電路板上每層的連接點（過孔、過孔）將限制電路板的膨脹和收縮

今天的電路板大多是多層板，層之間會有鉚釘狀的連接點（過孔）。 連接點分為通孔、盲孔和埋孔。 如果有連接點，電路板將受到限制。 膨脹和收縮的影響也會間接導致板材彎曲和翹曲。

電路板本身的重量會導致電路板凹痕和變形

通常，回流焊爐使用鏈條在回流焊爐中向前驅動電路板，即電路板的兩側用作支撐整個電路板的支點。 如果板上有較重的零件，或板的尺寸過大，則會由於種子量而在中間出現凹陷，導致板彎曲。

V形切口和連接條的深度將影響拼板的變形

基本上，V形切口是破壞電路板結構的罪魁禍首，因為V形切口在原始的大板材中切割凹槽，所以V形切口容易變形。 （相關閱讀：電路板至電路板邊緣V形切割分板機）

PCB變形的改善措施

1、降低溫度對板材應力的影響

由於“溫度”是板材應力的主要來源，只要降低回流焊爐的溫度或減緩回流焊爐中板材的加熱和冷卻速度，就可以大大减少板材彎曲和翹曲的發生。 但可能還有其他副作用。

2.使用高Tg板

Tg是玻璃化轉變溫度，即資料從玻璃狀態轉變為橡膠狀態的溫度。 資料的Tg值越低，電路板進入回流爐後開始軟化的速度越快，變為軟橡膠狀態所需的時間也會更長，當然電路板的變形也會更嚴重。 使用更高的Tg板可以提高其承受應力和變形的能力，但資料的價格相對較高。

3、新增電路板厚度

為了達到許多電子產品更輕、更薄的目的，板的厚度分別為1.0mm、0.8mm甚至0.6mm。 這樣的厚度必須防止板在回流焊爐後變形，這真的很難。 建議在沒有輕薄要求的情况下，板材厚度應為1.6mm，這樣可以大大降低板材彎曲變形的風險。

4、縮小電路板尺寸，减少拼圖數量

由於大多數回流焊爐使用鏈條驅動電路板前進，電路板的尺寸將因其自身重量、凹痕和回流焊爐中的變形而變大，囙此嘗試將電路板的長邊作為電路板的邊緣。 在回流爐的鏈條上，可以减少電路板重量引起的凹陷和變形。 配電盤數量的减少也是基於這個原因。 也就是說，在通過爐膛時，儘量使用窄邊沿爐膛方向通過，以實現最低的凹陷變形量。

5、用過的爐盤夾具

如果上述方法難以實現，最後一種方法是使用回流載體/範本來减少變形量。 回流載體/範本可以减少板材彎曲的原因是，無論是熱膨脹還是冷縮，都希望託盤可以固定電路板，直到電路板的溫度低於Tg值並再次開始硬化，並且還可以保持花園的大小。

如果單層託盤無法减少電路板的變形，則必須添加一個蓋，用上下託盤夾住電路板。 這可以大大减少通過回流焊爐的電路板變形問題。 然而，這種爐託盤相當昂貴，需要人工放置和回收託盤。

6.使用真實連接和衝壓孔，而不是V形切割子板

由於V形切口會破壞電路板之間面板的結構强度，囙此儘量不要使用V形切口子板或减少V形切口的深度。