线路板厂家关注:为什么你的PCB弯了?

在 SMT 制程里,回流焊环节中电路板极易发生翘曲现象。严重时,会导致元件空焊、立碑等不良后果,极大影响产品质量。PCB 板翘曲的根源,在于施加于板子上的应力超出了其材料的承受极限。当应力分布不均,或板子各部位抵抗应力的能力不同时,翘曲便会出现。而在回流焊制程中,温度是产生应力的主要因素。它不仅会使电路板变软,还会因热膨胀系数及热胀冷缩的特性扭曲电路板。

导致板子翘曲程度各异的原因主要有以下几点:

  1. 铺铜面面积不均:电路板常设计大面积铜箔用于接地或 Vcc 层,若分布不均,会造成吸热散热速度不一,热胀冷缩不同步,产生应力变形。当温度达到 Tg 值上限,板子软化,形成永久变形。
  2. 过孔限制涨缩:如今多层电路板居多,层间的过孔(通孔、盲孔、埋孔)会限制板子的热胀冷缩,间接引发翘曲。
  3. 板子重量影响:回流焊炉用链条带动电路板,若板子上零件过重或尺寸过大,以两边为支点撑起板子时,会因自身重量中间凹陷,导致翘曲。
  4. V - Cut 影响:V - Cut 通过在板材上切出 V 型沟槽实现分板,破坏了板子结构,其深浅及连接条会影响拼板变形量。

为有效避免板子翘曲,在设计和生产中可采取以下措施:

  1. 调控温度:温度是应力主因,降低回焊炉温度或调慢板子升温、冷却速度,能减少翘曲,但可能引发焊锡短路。
  2. 选用高 Tg 板材:Tg 是材料由玻璃态转变为橡胶态的温度,Tg 值低的材料易变软且变形严重。采用高 Tg 板材可增强抗变形能力,不过成本较高。
  3. 增加板厚:为追求轻薄,部分板子厚度降至 1.0mm、0.8mm 甚至 0.6mm,难以保证不变形。无轻薄需求时,建议使用 1.6mm 厚度的板子,降低翘曲风险。
  4. 优化尺寸与拼板:因回焊炉用链条带动电路板,大尺寸板子易因自重凹陷变形。尽量将长边作为板边放于链条上,减少拼板数量,窄边垂直过炉方向,可降低变形量。
  5. 使用过炉托盘治具:上述方法难以实施时,可采用过炉托盘治具。其材质多为铝合金或合成石,耐高温,能在电路板热胀冷缩时稳住板子,待温度降低恢复硬度后保持尺寸。若单层托盘效果不佳,可加一层盖子,上下夹护,但成本较高,且需人工操作。
  6. 替代 V - Cut 分板:鉴于 V - Cut 破坏结构强度,尽量不用或降低其深度,可改用 Router 替代 V - Cut 进行分板。

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