PCB科技 - PCB板為什麼變形以及如何防止1

為什麼是 PCB板 deformed and how to prevent it 1.

When PCB板s進行回流焊接, 其中大多數容易發生板材彎曲和翹曲. 在嚴重情况下, 它甚至可能導致組件，如空焊和墓碑. 如何克服它?

1、PCB板變形的危害

在自動表面貼裝線中，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。 帶有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需要，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. 被壓在一起後, 不可避免地會留下熱應力並導致變形. 同時, 在 PCB加工 過程, 它將經歷各種過程，如高溫, 機械切割, 和濕處理, 這也會對板材的變形產生重要影響. 簡言之, 可能導致結構變形的原因 PCB板 複雜多樣. 加工引起的變形已成為PCB製造商面臨的最複雜問題之一.

2、PCB板變形原因分析

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。

電路板上的銅表面積不均勻，這將加劇電路板的彎曲和翹曲。

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。

PCB板變形原因：

（1）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。

（2）V形切口和連接條的深度將影響拼板的變形

基本上，V-Cut是破壞董事會結構的罪魁禍首。 因為V形切口在原始大板材中切割凹槽，所以V形切口容易變形。

2.1衝壓資料、結構和圖形對板材變形的影響分析

PCB板由芯板、預浸料和外部銅箔壓制而成。 當芯板和銅箔壓在一起時，它們會被加熱和變形。 變形量取決於兩種資料的熱膨脹係數（CTE）；

銅箔的熱膨脹係數約為17X10-6；

普通FR-4襯底在Tg點的Z方向熱膨脹係數為（50～70）X10-6；

TG點以上為（250～350）X10-6，由於玻璃布的存在，X方向的熱膨脹係數通常類似於銅箔。

關於TG點的注釋：

高玻璃化轉變溫度印製板當溫度上升到一定區域時，基板將從“玻璃態”變為“橡膠態”，此時的溫度稱為印製板的玻璃化轉變溫度（Tg）。 也就是說，Tg是基材保持剛性的最高溫度（攝氏度）。 也就是說，普通PCB基板資料在高溫下不僅會產生軟化、變形、熔化等現象，而且力學和電學效能也會急劇下降。

板材的一般Tg高於130度，高Tg通常大於170度，中等Tg約大於150度。

通常 印刷線路板 具有170攝氏度的熱失重稱為高熱失重印刷電路板.

基板的熱重新增，印製板的耐熱性、防潮性、耐化學性、穩定性等特性將得到改善和提高。 TG值越高，板材的耐溫性越好，尤其是在無鉛工藝中，高TG應用更為常見。

高Tg電路板片指高耐熱性。 隨著電子工業的快速發展，特別是以電腦為代表的電子產品，高功能性、高多層的發展對PCB基板資料的耐熱性提出了更高的要求，作為重要保證。 以SMT和CMT為代表的高密度安裝科技的出現和發展使得PCB越來越離不開基板在小孔徑、精細佈線和薄化方面的高耐熱性支持。

囙此，一般FR-4和高Tg FR-4之間的差异在於資料在熱狀態下的機械強度、尺寸穩定性、附著力、吸水性和熱分解，尤其是在吸濕後加熱時。 熱膨脹等各種條件存在差异，高Tg產品明顯優於普通PCB基板資料。

其中，由於圖案分佈和芯板厚度或資料特性之間的差异，具有內層圖案的芯板的膨脹不同。 當圖案分佈與芯板的厚度或資料特性不同時，會有所不同。 將變形。 當PCB層壓結構具有不對稱或圖案分佈不均勻時，不同芯板的熱膨脹係數會有很大差异，這會導致層壓過程中的變形。 變形機制可以用以下原理來解釋。

假設有兩種CTE差异很大的芯板通過預浸料壓在一起。 其中，芯板的熱膨脹係數為1.5×10-5/攝氏度，芯板的長度為1000mm。 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。

根據上述分析, it can be seen that whether the laminated 結構 and 材料 type of the PCB板 已均勻分佈, 這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實心板. 該過程被保留，最終形成 PCB板.