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PCB科技 - 如何改善PCB電路板變形

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PCB科技 - 如何改善PCB電路板變形

如何改善PCB電路板變形

2021-10-21
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Author:Downs

當電路板進行回流焊接時,大多數電路板容易彎曲和翹曲。 如果情况嚴重,甚至可能導致組件出現空焊和墓碑。 如何克服它?

的危害 PCB電路板 變形

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中,囙此電路板工廠也會遇到電路板翹曲的問題。 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。

PCB板由銅箔、樹脂、玻璃布等資料組成,每種資料的物理化學效能不同。 壓在一起後,不可避免地會產生熱應力並導致變形。 同時,在PCB加工過程中,會經歷高溫、機械切割、濕法處理等各種過程,這也會對電路板的變形產生重要影響。 簡而言之,印刷電路板變形的原因可能複雜多樣。 如何减少或消除由加工引起的資料特性畸變或變形已成為PCB製造商面臨的最複雜問題之一。

變形原因分析

電路板

PCB板的變形需要從資料、結構、圖案分佈、加工工藝等多個方面進行研究。本文將分析和解釋可能出現的各種原因和改進方法。

電路板上不均勻的銅表面積將加劇電路板的彎曲和翹曲。

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陷和變形。

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點來支撐整個電路板。 如果電路板上有較重的零件,或電路板尺寸過大

如果它很大,由於其自身的種子量,它會在中間出現凹陷現象,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。

如何改善PCB電路板變形

衝壓資料、結構和圖形對板材變形的影響分析

PCB板是通過壓制芯板、預浸料和外部銅箔形成的。 當芯板和銅箔壓在一起時,它們會被加熱和變形。 變形量取決於:

銅箔的熱膨脹係數(CTE)和普通FR-4基板的熱膨脹係數(CTE)。

TG點以上為(250~350)X10-6,由於存在玻璃布,X方向熱膨脹係數通常類似於銅箔。

如何改善PCB電路板變形

假設有兩塊熱膨脹係數差异很大的芯板被預浸料壓在一起,其中芯板的熱膨脹係數為1.5x10-5/攝氏度,芯板的長度均為1000毫米。 在壓制過程中,用作粘合片的預浸料將通過軟化、流動和圖形填充以及固化3個階段將兩塊芯板粘合在一起。

PCB板的層壓結構、資料類型和圖案分佈是否均勻,直接影響不同芯板和銅箔之間的熱膨脹係數差异。 層壓過程中的膨脹和收縮差异將通過預浸料的固化過程保留。 最後,形成PCB板的變形。

過程中引起的變形 PCB加工

PCB板加工變形的原因非常複雜,可分為兩種應力:熱應力和機械應力。 其中,熱應力主要在壓制過程中產生,機械應力主要在板材的堆放、搬運和烘烤過程中產生。 以下是按過程順序進行的簡要討論。

進料覆銅板:覆銅板均為雙面,結構對稱,無圖形。 銅箔和玻璃布的熱膨脹係數幾乎相同,囙此在壓制過程中,熱膨脹係數的差异幾乎不會引起變形。 然而,覆銅板壓力機的尺寸很大,在壓制過程中,熱板不同區域的溫度差异會導致不同區域的樹脂固化速度和程度略有差异。 同時,不同升溫速率下的動態粘度也相差很大,囙此也會因固化過程的差异而產生局部應力。 一般來說,這種應力在壓制後會保持平衡,但在未來的加工過程中會逐漸釋放和變形。

壓制:印刷電路板壓制過程是產生熱應力的主要過程。 由不同資料或結構引起的變形如前一節的分析所示。 與覆銅板的壓制類似,也會出現因固化過程中的差异而產生的局部應力。 由於更厚的厚度、不同的圖案分佈和更多的預浸料,PCB板比覆銅板層壓板具有更大的熱應力。 PCB板中的應力在隨後的鑽孔、成型或烤制過程中釋放,導致板變形。

阻焊板、字元等的烘烤過程:由於阻焊板油墨在固化時不能相互堆疊,PCB板將放置在機架中進行固化。 阻焊膜溫度約為150°C,剛好超過中、低Tg資料的Tg點,Tg點以上的樹脂具有很高的彈性,板材在自身重量或烘箱大風的作用下容易變形。

熱風焊料整平:錫爐溫度為225℃~265℃,普通板熱風焊料整平時間為3S~6S。 熱空氣溫度為280℃~300℃。 焊料平整後,將板從室溫放入錫爐,出爐後兩分鐘內進行室溫後處理水洗。 整個熱風焊料流平過程是一個突然加熱和冷卻過程。 由於電路板的資料不同,結構不均勻,在冷卻和加熱過程中不可避免地會出現熱應力,導致微觀應變和整體變形和翹曲區域。

存儲:存儲 PCB板 在半成品階段一般是牢固地插在貨架上, 貨架鬆緊度調整不當, or the stacking of the boards during the storage process will cause mechanical 變形 of the boards. 尤其是2以下的薄板.0毫米, 影響更為嚴重.