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深度解析!如何判断 PCB 板是否变形?

发表时间:2022-08-05

PCB板经过回流焊或波峰焊后,可能会出现板弯板翘等变形问题,严重的话,甚至会出现爆裂分层等问题,不过,像爆裂分层这一类问题,较为少见,而板弯板翘一类的变形问题,则较为常见,并且经常引发空焊、虚焊、立碑、偏移等异常,那么,如何判断 PCB 板是否变形?PCB 板变形的危害,又有哪些呢?


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PCB 板变形的判定标准、成因及测量方法


业内通常会用平整度,来对于 PCB 板的变形问题来进行一个衡量,而平整度,主要由两种特性确定,即:弓曲、扭曲。


弓曲是指,当 PCB 板的四个角处在同一平面时,它大致成圆柱形或球面弯曲的状况,而扭曲是指,PCB 板的一个角不与其它三个角在同一平面上,且平行于板对角线的板子,有所翘曲。如果 PCB 板为圆形或椭圆形,则必须是以垂直位移方向的最高点为基准来测量。


PCB 板的平整度,可能会受板子设计的影响。


因为不同的布线或多层板的层结构都会导致产生不同的应力或消除应力的条件。而 PCB 板的厚度及材料特性,也是影响平整度的重要因素。


例如,在进行覆铜选择时,大的 PCB 板,如果设计为全铜,那么当 PCB 实物板在受到外力的时候,会保持翘曲情况,而如果设计为网格,则不会保持,并且会恢复到原来的平整状况,一般情况下,设计时,工艺边也留铜,目的就是要保障 PCB 板的平整度。


依照 IPC 标准,假如 PCB 板需要打件,则变形幅度应≤0.75%,假如 PCB 板只需插件,则变形幅度应≤1.5%。(注:在 IPC 标准中,称为翘曲度)



那么,如果依照 IPC 标准,应如何测量并判断 PCB 板的变形是否合格呢?


首先,将 PCB 板放于大理石平台或大于 5cm 厚的玻璃板上,使用塞规测量角落最大的尺寸,然后,用尺量取 PCB 对角线的长度,如果落差/2 倍对角线的值>0.75%,则不合格(注:只插件,则放宽至 1.5%)。


PCB 板变形的危害


在自动化表面贴装或插装线上,PCB 板如果不平整,可能会引起定位不准,导致元器件无法贴装或插装到板子上,甚至可能会导致设备故障,使设备损坏。


而焊接后的 PCB 板,如果有变形,插件的脚很难剪平,并且提升了执锡等工序的作业难度,而贴片,也会有一堆的空焊、虚焊等异常伴随而来,大大提升后续的修板工作量。


最后,在组装环节,变形的 PCB 板可能会给生产带来严重困扰,例如,PCB 板与外壳不太配适,个别 PCB板在组装时,效率可能只有其他板的十分之一,并且后续不良的概率,却上升了好几倍,这又进一步加剧了售后问题。


因此,随着行业的发展,PCB 板的变形问题,越来越受到关注,并且不断地开始提出更高的要求。 


有些对产品可靠性要求高的客户,在 IPC 的标准基础上,已经开始制定自己专属的更严格的标准,以确保自己的产品更具竞争优势,在我们华秋的PCB生产过程中,便致力于为客户实现高可靠、高标准的产品交付。


但 PCB 板由铜箔、树脂、玻纤布等材料组成,各种材料物理和化学性能之间存在差异,在加工过程中,会经过化学药水、冷热变化等,形变是不可避免的。对于形变的改善问题,是一个行业性的问题,解决不可能一朝一夕,但改善可以一步一个脚印。


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