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了解電路板板彎板翹的原因、危害及解決方法詳解
來源：CLTPHP 時間：2020/04/16
印刷電路板（PCB）的彎曲通常被認為是錯誤識別不合格的最高級別，因為這可能是人們了解得最少的。許多新來的檢查員認為，將完全平坦的剛性電路板作為標準是一個謬論。在PCB設(shè)計階段了解PCB彎曲和扭曲的原因和原因有助于解決該問題。
弓和扭曲之間的區(qū)別
首先，讓我們討論弓和扭曲這兩個術(shù)語的不同之處。盡管板子的所有四個角都與面板接觸，但帶有弓形問題的電路板仍會從面板上抬起（想象弓形武器的形狀）。
彎曲和彎曲的印刷電路板示例
當三個PCB角與面板接觸而第四個角升高時，會發(fā)生扭曲。根據(jù)IPC，這兩個條件都有確定彎曲或扭曲程度是合格還是不合格的要求。
為什么IPC允許彎曲或扭曲？
答案是由于印刷電路板制造中涉及的材料和工藝。PCB層壓板由玻璃纖維布和環(huán)氧樹脂制成，每層都具有獨特的熱膨脹性能。在PCB層壓板的一側(cè)或兩側(cè)添加一層銅，您必須考慮其他的熱膨脹特性。
當電路板制造商將材料暴露于各種蝕刻和熱處理過程中時，無法保證層壓板在所有樣品上都能表現(xiàn)出均勻的反應(yīng)。
由于不同樣品之間的反應(yīng)不同，盡管PCB層壓板制造商遵循所有層壓板的嚴格制造工藝，所以IPC設(shè)置了允許的公差。為了解決正常差異，預(yù)計成品將落在定義的參數(shù)或公差范圍內(nèi)，而不是確切的數(shù)字。這些預(yù)設(shè)公差允許較小程度的彎曲和/或扭曲，而不會影響電路板的性能。
弓和扭曲的其他影響
其他因素會影響電路板制造過程中的彎曲度和彎曲度，其中包括：
附加零件號特征
電路板層數(shù)更高（附加材料=附加熱處理）
材料混合（即，使用帶有標準FR4的高頻PTFE層壓板來控制阻抗值，從而導(dǎo)致不平衡堆積）
銅配重的混合
銅配重的混合對弓曲和扭曲有負面影響，因為銅具有高的熱膨脹系數(shù)。與低密度銅區(qū)域相比，更高密度的銅將以更大的力向最小電阻區(qū)域擴展。
平衡的堆疊結(jié)構(gòu)使相對的熱膨脹值彼此相反，從而有助于保持均勻的弓曲和扭轉(zhuǎn)力。通過使堆疊不平衡，具有較大熱膨脹值的一側(cè)將影響整個電路板。銅平面的實心層將與信號層不同地擴展，特別是在信號密度較小的情況下。將所有信號放在電路板一側(cè)的類似層上，而所有平面都在另一側(cè)，這是災(zāi)難的根源。
PCB制造商還應(yīng)盡自己的職責，以確保適當?shù)乇４嫖醇庸さ膶訅喊逡员３植牧掀秸?，并負責進行中的工作以防止生產(chǎn)面板堆放笨拙。當設(shè)計易于彎曲和彎曲時，制造商還可以建議客戶盜用銅。
板翹板彎的改善對策
那要如何才可以防止板子過回焊爐發(fā)生板彎及板翹的情形呢?
1. 降低溫度對板子應(yīng)力的影響
既然「溫度」是板子應(yīng)力的主要來源，只要降低回焊爐的溫度或是調(diào)慢板子在回焊爐中升溫及冷卻的速度，就可以大大地降低板彎及板翹的情形發(fā)生。不過可能會有其他副作用就事了。
2. 采用高Tg的板材
Tg是玻璃轉(zhuǎn)換溫度，也就是材料由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成橡膠態(tài)的溫度，Tg值越低的材料，表示其板子進入回焊爐后開始變軟的速度越快，而且變成柔軟橡膠態(tài)的時間也會變長，板子的變形量當然就會越嚴重。採用較高Tg的板材就可以增加其承受應(yīng)力變形的能力，但是相對地材料的價錢也比較高。
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，甚至作到了0.6mm的厚度，這樣的厚度要保持板子在經(jīng)過回焊爐不變形，真的有點強人所難，建議如果沒有輕薄的要求，板子最好可以使用1.6mm的厚度，可以大大降低板彎及變形的風險。
4. 減少電路板的尺寸與減少拼板的數(shù)量
既然大部分的回焊爐都採用鏈條來帶動電路板前進，尺寸越大的電路板會因為其自身的重量，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(shù)量降低也是基于這個理由，也就是說過爐的時候，盡量用窄邊垂直過爐方向，可以達到最低的凹陷變形量。
5. 使用過爐托盤治具
如果上述方法都很難作到，最后就是使用過爐托盤 (reflow carrier/template) 來降低變形量了，過爐托盤可以降低板彎板翹的原因是因為不管是熱脹還是冷縮，都希望托盤可以固定住電路板等到電路板的溫度低于Tg值開始重新變硬之后，還可以維持住園來的尺寸。
結(jié)論
深圳小銘打樣SMT貼片加工：了解PCB彎曲和扭曲為我們提供了可接受標準的參數(shù)以及關(guān)鍵的預(yù)防方法。對于制造商來說，了解導(dǎo)致印刷電路板彎曲和彎曲的主要原因是很重要的，但是它們并不能消除電路板制造商的潛在根源。有了更好的理解，就會有一個更好，更有效的電路板設(shè)計和制造過程。
