隨著(zhù)電子設備的小型化，薄型PCB電路板和小型元件的使用正在流行。然而，使用帶有小型SMT加工元器件線(xiàn)路板不僅薄而且大多數是多層PCB，這也帶來(lái)了一些問(wèn)題。通常，此類(lèi)PCB在smt貼片過(guò)程中會(huì )發(fā)生翹曲，并可能最終會(huì )影響其產(chǎn)量。此外，過(guò)度翹曲也會(huì )影響錫膏印刷的質(zhì)量。翹曲還會(huì )影響回流焊接過(guò)程中焊點(diǎn)的形成。


　　什么是PCB組裝翹曲？


　　SMT制程中，電路板經(jīng)過(guò)回流焊時(shí)很容易發(fā)生翹曲，嚴重的話(huà)甚至會(huì )造成元件空焊、立碑等不良。PCB板翹曲的原因或許都不太一樣，但最后應該都可以歸咎到施加于PCB板上的應力大過(guò)了板子材料所能承受的應力，當板子所承受的應力不均勻或是板子上每個(gè)地方抵抗應力的能力不均勻時(shí)，就會(huì )出現PCB板翹曲的結果。


　　那板子上所承受的應力又來(lái)自何方？其實(shí)回流焊制程中最大的應力來(lái)源就是【溫度】了，溫度不但會(huì )使電路板變軟，還會(huì )扭曲電路板，再加上熱膨脹系數(CTE)的因素及【熱脹冷縮】的材料特性，這就形成PCB板翹曲。


　　SMT加工中PCB翹曲的原因


　　銅膜上的內應力會(huì )導致電路板翹曲。即使在室溫下無(wú)需任何熱處理，這也是可能的。


　　在涉及溫度變化的工藝過(guò)程中，例如回流焊，由于銅層和基板之間的熱膨脹系數不同，會(huì )導致翹曲。


　　當單獨蝕刻的覆銅板堆疊在一起時(shí)，每層銅密度的差異會(huì )導致每層上的應力大小不同，從而導致翹曲。


　　PCB通常放置在面板中以提高PCB組裝效率。反過(guò)來(lái)，鑲板使用導軌和支腿。組裝后，支腿被移除，PCB通過(guò)拆板分離。電路板區域與外伸支架區域的銅密度差異進(jìn)一步導致翹曲。


　　SMT加工避免PCB翹曲的方法


　　1. 降低溫度對板子應力的影響


　　既然【溫度】是板子應力的主要來(lái)源，所以只要降低回焊爐的溫度或是調慢板子在回焊爐中升溫及冷卻的速度，就可以大大地降低PCB板翹曲的情形發(fā)生。不過(guò)可能會(huì )有其他副作用發(fā)生，比如說(shuō)焊錫短路。


　　2. 采用高Tg的板材


　　Tg是玻璃轉換溫度，也就是材料由玻璃態(tài)轉變成橡膠態(tài)的溫度，Tg值越低的材料，表示其板子進(jìn)入回焊爐后開(kāi)始變軟的速度越快，而且變成柔軟橡膠態(tài)的時(shí)間也會(huì )變長(cháng)，板子的變形量當然就會(huì )越嚴重。采用較高Tg的板材就可以增加其承受應力變形的能力，但是相對地材料的價(jià)錢(qián)也比較高。


　　3. 增加電路板的厚度


　　許多電子的產(chǎn)品為了達到更輕薄的目的，板子的厚度已經(jīng)剩下1.0mm、0.8mm，甚至做到了0.6mm的厚度，這樣的厚度要保持板子在經(jīng)過(guò)回焊爐不變形，真的有點(diǎn)強人所難，建議如果沒(méi)有輕薄的要求，板子最好可以使用1.6mm的厚度，可以大大降低PCB板翹曲及變形的風(fēng)險。


　　4. 減少電路板的尺寸與減少拼板的數量


　　既然大部分的回焊爐都采用鏈條來(lái)帶動(dòng)電路板前進(jìn)，尺寸越大的電路板會(huì )因為其自身的重量，在回焊爐中凹陷變形，所以盡量把電路板的長(cháng)邊當成板邊放在回焊爐的鏈條上，就可以降低電路板本身重量所造成的凹陷變形，把拼板數量降低也是基于這個(gè)理由，也就是說(shuō)過(guò)爐的時(shí)候，盡量用窄邊垂直過(guò)爐方向，可以達到最低的凹陷變形量。


　　5. 使用過(guò)爐托盤(pán)治具


　　如果上述方法都很難做到，最后就是使用過(guò)爐托盤(pán) (回流焊 carrier/template) 來(lái)降低電路板的變形量了，過(guò)爐托盤(pán)治具可以降低PCB板翹曲的原理是因為治具材質(zhì)一般會(huì )選用鋁合金或合成石具有耐高溫的特性，所以電路板經(jīng)過(guò)回焊爐的高溫熱脹與之后冷卻下來(lái)的冷縮，托盤(pán)都可以起到穩住電路板的功能，等到電路板的溫度低于Tg值開(kāi)始恢復變硬后，還可以維持住原來(lái)的尺寸。


　　如果單層的托盤(pán)治具還無(wú)法降低電路板的變形量，就必須再加一層蓋子，把電路板用上下兩層托盤(pán)夾起來(lái)，這樣就可以大大降低電路板過(guò)回焊爐變形的問(wèn)題了。不過(guò)這過(guò)爐托盤(pán)挺貴的，而且還得加人工來(lái)置放與回收托盤(pán)。


　　6. 改用Router替代V-Cut的分板使用


　　既然V-Cut會(huì )破壞電路板間拼板的結構強度，那就盡量不要使用V-Cut的分板，或是降低V-Cut的深度。

　　

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