PCB板翹常見原因與避免方法

PCB板翹，是讓PCB設(shè)計(jì)工程師和PCB制造廠家都煩惱的難題。那么如何避免板翹，提高板子質(zhì)量呢？

一、什么是PCB板翹？板翹的標(biāo)準(zhǔn)是？

板翹是行業(yè)的一個(gè)叫法，實(shí)際是指一張平整的PCB板發(fā)生了彎曲，也叫翹曲，嚴(yán)重點(diǎn)的翹曲有點(diǎn)像拱橋。??

實(shí)際生產(chǎn)中，PCB不是100%平整的，多少有點(diǎn)彎曲。我們可以通過“翹曲度”來判斷PCB的翹曲程度。

按照IPC標(biāo)準(zhǔn)，需貼片的PCB翹曲度需≦0.75%，才是合格產(chǎn)品。即PCB翹曲度超過0.75%，就判斷為板翹，不合格。不需要貼片（只含有插件元器件） PCB 板，對其平整度要求低些，翹曲度放寬至≦1.5%即可。

實(shí)際上，為滿足高精度和高速度貼裝的需求，部分廠商對PCB翹曲度的要求更加嚴(yán)格，有要求翹曲度≦0.5%，甚至有個(gè)別要求≦0.3%。

翹曲度怎么計(jì)算呢？

翹曲度=翹曲高度/曲邊長度

根據(jù)這個(gè)計(jì)算公式，我們一般會(huì)用以下兩種方法檢測PCB翹曲度：

第一種方法是目前常見的檢測方法——大理石檢測法。它直接采用大理石測量，因?yàn)榇罄硎鄬?huì)比較平整（或者使用厚度≧5mm的玻璃板也行）。具體的測量操作是將PCB平放在大理石上，四個(gè)角著地，測量PCB中間拱起的高度和PCB的對角線長度，再用拱起的高度除以PCB對角線長度，即得PCB翹曲度。

第二種方法是最先進(jìn)測量方法——光學(xué)檢測法，使用的設(shè)備是平面度測量儀。它利用光干涉原理來測量PCB翹曲度，精度可以達(dá)到0.1mil（2.54μm）。

二、PCB板翹的危害有哪些？

翹曲度過大，除了影響貼片外，還會(huì)影響SMT貼片機(jī)整機(jī)的可靠性。

對于不用貼片的PCB板，板翹會(huì)導(dǎo)致板上的插件元器件pin腳很難剪平整，PCBA板自然也無法裝到相應(yīng)的機(jī)箱或機(jī)內(nèi)的插座上，導(dǎo)致不良影響整機(jī)的可靠性。因此，裝配廠很煩遇到板翹的情況。

對于需要貼片的PCB板，板翹不僅會(huì)影響貼片質(zhì)量，還可能會(huì)損壞SMT設(shè)備。在自動(dòng)化SMT產(chǎn)線上，PCB板若不平整會(huì)引起難刷或刷不上錫膏的情況，還會(huì)引起定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致元器件無法貼裝到焊盤上，甚至?xí)矇淖詣?dòng)插裝機(jī)。

三、板翹是怎么造成的？8大常見原因

板翹的原因很多，總體來講主要分兩個(gè)大方面，一是制造商引起的，二是設(shè)計(jì)端引起的。

制造商引起的板翹原因會(huì)比較多，常見的有以下4種：

1.開料完后沒做焗板，或者焗板時(shí)間不夠。 2.V-CUT太深，導(dǎo)致兩邊V割的地方翹。 3.板材TG值太低，板子容易軟化，導(dǎo)致無法接受高溫引起板翹。

4.板厚低于1.0mm，出貨前冷壓板翹工藝不成熟，導(dǎo)致板翹。

工程設(shè)計(jì)端常見引起板翹如下：

1.電路板上的鋪銅面面積不均勻，一邊多一邊少。線路稀疏的地方相對于密集的地方，表面拉力會(huì)更薄弱，導(dǎo)致過高溫的時(shí)候出現(xiàn)板翹。 2.可能由于介質(zhì)特殊或者阻抗關(guān)系，疊層結(jié)構(gòu)不對稱，導(dǎo)致板翹。 3.板子本身鏤空位置太大且很多，過高溫的時(shí)候也容易板翹。 4.板子的拼板數(shù)量太多且拼板間距鏤空，尤其是長方形的板子，也容易板翹。

四、避免板翹，PCB設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該這樣做！

上干貨！

根據(jù)華秋客戶的反饋，在設(shè)計(jì)端改善或避免板翹的常見方法有以下幾種：

方法1：板內(nèi)鋪銅，增加板子表面的張力

當(dāng)板子長度超過80mm以上，且板內(nèi)沒鋪銅，同時(shí)板子偏薄(板厚低于1.0mm以下)，這種會(huì)引起板翹。（這里講的是FR4材料）

板子沒鋪銅前

編者建議是：在不影響功能的情況下，在板內(nèi)鋪銅，增加板子表面的張力，如果板內(nèi)不能鋪銅，又不能加板厚那只能采取壓板翹。（資料是作者隨意畫的，僅供參考）

板子鋪銅后

方法2：鏤空區(qū)域鋪銅并加工藝邊，工藝邊做鋪銅

當(dāng)板子有太多鏤空位置，且板子過大時(shí)，過回流焊就會(huì)很容易彎曲。?

鏤空處沒鋪銅前

編者建議是：在鏤空區(qū)域鋪銅，減少板翹；另外板內(nèi)在不影響功能的情況下，也做鋪銅；最后建議是加工藝邊，工藝邊做鋪銅。

鏤空處鋪銅后

方法3：芯板和PP片采用同品牌

多層板的芯板和PP片需要采用同品牌，不然會(huì)板翹。

比如6層板pp片不對稱：2-3芯板的pp片薄，4-5的芯板pp片厚，這樣壓出來就會(huì)板翹。因此芯板和PP片都要用同品牌，保證厚度一樣，保證多層板PP片對稱。

五、翹曲PCB板的處理方法

由于各方原因，如設(shè)計(jì)不合理、防翹曲的工藝措施不落實(shí)等，最終PCB板就是出現(xiàn)了翹曲，該怎么辦呢？

制造商可以將不合格的板子放到烘箱內(nèi)，在150攝氏度及重壓下烘 3～6 小時(shí)，并在重壓下自然冷卻；然后卸壓把板子取出，再作平整度檢查，這樣可挽救部分板子。有的板子需作二到三次的烘壓才能整平。若經(jīng)過多次烘壓，板子還是翹曲那就只能報(bào)廢。

結(jié)語：

板翹是PCB生產(chǎn)難免會(huì)遇到的問題，尤其是大批量生產(chǎn)中。為了降低板翹的概率，設(shè)計(jì)師們在成本允許的前提下，可以考慮盡量鋪銅；而制造商則可以選用優(yōu)質(zhì)A級板材，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，以避免板翹。

華秋電路作為國內(nèi)知名PCB制造商，板材均采用國內(nèi)知名品牌，絕大部分使用高質(zhì)量的TG150板材，避免經(jīng)過波峰焊時(shí)出現(xiàn)板翹。即使客戶選擇的TG130，但華秋依然用TG150板材，但按TG130價(jià)格收費(fèi)，不惜成本做好板！

另外為了保證高品質(zhì)，華秋所有的板開完料后都會(huì)進(jìn)行烤板，至少烤4小時(shí)；由于板子自身設(shè)計(jì)原因?qū)е掳迓N發(fā)生，華秋也有成熟的解決方案，尤其是華秋的冷壓工藝十分成熟。

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