隨著電子設(shè)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加工元器件線路板不僅薄而且大多數(shù)是多層PCB，這也帶來了一些問題。通常，此類PCB在smt貼片過程中會(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)過回流焊時(shí)很容易發(fā)生翹曲，嚴(yán)重的話甚至?xí)斐稍蘸?、立碑等不良。PCB板翹曲的原因或許都不太一樣，但最后應(yīng)該都可以歸咎到施加于PCB板上的應(yīng)力大過了板子材料所能承受的應(yīng)力，當(dāng)板子所承受的應(yīng)力不均勻或是板子上每個(gè)地方抵抗應(yīng)力的能力不均勻時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)PCB板翹曲的結(jié)果。
那板子上所承受的應(yīng)力又來自何方？其實(shí)回流焊制程中最大的應(yīng)力來源就是【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(shù)(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(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致電路板翹曲。即使在室溫下無需任何熱處理，這也是可能的。
在涉及溫度變化的工藝過程中，例如回流焊，由于銅層和基板之間的熱膨脹系數(shù)不同，會(huì)導(dǎo)致翹曲。
當(dāng)單獨(dú)蝕刻的覆銅板堆疊在一起時(shí)，每層銅密度的差異會(huì)導(dǎo)致每層上的應(yīng)力大小不同，從而導(dǎo)致翹曲。
PCB通常放置在面板中以提高PCB組裝效率。反過來，鑲板使用導(dǎo)軌和支腿。組裝后，支腿被移除，PCB通過拆板分離。電路板區(qū)域與外伸支架區(qū)域的銅密度差異進(jìn)一步導(dǎo)致翹曲。
SMT加工避免PCB翹曲的方法
1. 降低溫度對(duì)板子應(yīng)力的影響
既然【溫度】是板子應(yīng)力的主要來源，所以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PCB板翹曲的情形發(fā)生。不過可能會(huì)有其他副作用發(fā)生，比如說焊錫短路。
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(jìn)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(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，板子的變形量當(dāng)然就會(huì)越嚴(yán)重。采用較高Tg的板材就可以增加其承受應(yīng)力變形的能力，但是相對(duì)地材料的價(jià)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(dá)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)過回焊爐不變形，真的有點(diǎn)強(qiáng)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PCB板翹曲及變形的風(fēng)險(xiǎn)。
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采用鏈條來帶動(dòng)電路板前進(jìn)，尺寸越大的電路板會(huì)因?yàn)槠渥陨淼闹亓?，在回焊爐中凹陷變形，所以盡量把電路板的長(zhǎng)邊當(dāng)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(gè)理由，也就是說過爐的時(shí)候，盡量用窄邊垂直過爐方向，可以達(dá)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做到，最后就是使用過爐托盤 (回流焊 carrier/template) 來降低電路板的變形量了，過爐托盤治具可以降低PCB板翹曲的原理是因?yàn)橹尉卟馁|(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)過回焊爐的高溫?zé)崦浥c之后冷卻下來的冷縮，托盤都可以起到穩(wěn)住電路板的功能，等到電路板的溫度低于Tg值開始恢復(fù)變硬后，還可以維持住原來的尺寸。
如果單層的托盤治具還無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夾起來，這樣就可以大大降低電路板過回焊爐變形的問題了。不過這過爐托盤挺貴的，而且還得加人工來置放與回收托盤。
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(jié)構(gòu)強(qiáng)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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