欢迎访问:武汉一诺威电子科技有限公司!
服务热线
 
网站首页
关于我们
PCB板产品展示
PCBA代工产品
设备展示
工艺能力
新闻中心
联系我们
咨询热线

行业新闻

当前位置:网站首页 > 新闻中心 > 行业新闻 >

pcb板变形后原来会存在这些危害

电路板变形的危害。


自动表面贴装线中,电路板若不平整,将导致定位不准,元件无法插入或贴装到板的孔口和表面贴装焊盘,甚至会撞坏自动贴装机。

电路板与元器件连接后会发生弯曲,元器件脚不易被剪平。板不能被放进机箱或插座里,因此,装配厂遇到板翘同样很烦恼。

当前的表面组装技术正向高精度、高速度、智能化的方向发展,这就要求PCB板具有更高的平整度,可以作为各种元件的主要部件。

特别是,IPC标准中规定,带有表面贴装装置的PCB板允许的变形量为0.75%,而没有表面贴装装置的PCB板允许的变形量为1.5%。

在实际应用中,为了满足高精度、高速度贴装的要求,部分电子装配厂家对变形量的要求更为严格,如要求变形允许值为0.5%,甚至个别要求0.3%。

印刷电路板是由铜箔、树脂、玻璃布等材料组成,它们的物理化学性质是不同的,压合在一起必然会产生热应力,造成变形。

与此同时,PCB板在加工过程中,会经历高温、机械切削、湿法等各种工艺过程,也会对板件的变形产生重要影响,造成PCB板变形的原因复杂多变,如何减少或消除因材料特性不同或因加工工艺不同而造成的变形,成为PCB生产厂家的难题之一。



2。

电路板变形的成因分析。

印刷电路板的变形需要从材料、结构、图形分布、加工工艺等几个方面进行研究,本文将分析和阐述可能产生变形的各种原因及改善方法。

板材的铺铜面积不均匀,使板弯和板翘变差。

通常电路板上都会设计大量的铜箔作为接地,有时Vcc层也会设计大量的铜箔,当这些大量的铜箔不能均匀地分布在同一片电路板上时,就会产生吸热和散热不均匀的问题。

线路板当然也是热收缩的,如果热收缩不能同时引起不同的应力而变形,此时板子的温度达到了Tg值的上限,板子就会开始变软,引起变形。

线路板上各层的接合点(vias,过孔)将限制板的升降。

现代电路板大多是多层板,层板之间会有和铆钉相同的接合点,接合点又分为通孔、盲孔和埋孔,有接合点的地方会限制板子涨冷收缩的效果,也会间接导致板子弯曲和翘。

电路板产生变形的原因:

电路板本身的重量会使板子产生凹陷变形。

通常回焊炉采用的是链状结构,它能将电路板向前推进,也就是说,要把整个板支撑在板子的两侧作为支点。

若板上有过重的零件,或板材尺寸过大,则会因其本身种数而出现中间凹陷的现象,引起板弯。

V-Cut的深度和连接条会对拼板变形量产生影响。

从根本上说,V-Cut是破坏板子结构的元凶,因为V-Cut是在原一大块板上开槽,所以V-Cut处很容易产生变形。

压接材料,结构,图形对板变形的影响程度:

电路板是由芯板、半固化片和外层铜箔压合而成,芯板和铜箔在压合过程中受热变形,变形量取决于两种材料的热膨胀系数(CTE)。

铜的热膨胀系数(CTE)约为17X10-6;FR-4基材的热膨胀系数(CTE)约为(50~70)X10-6;普通FR-4基材的热膨胀系数(250~350)和X向CTE由于有玻璃布存在,一般与铜箔相似。


3。

线路板在加工过程中产生的变形。

电路板加工过程中产生变形的原因十分复杂,可以分为热应力和机械应力引起的应力。

在这些应力中,热应力是在压合时产生的,机械应力是在板材的堆叠、搬运、烘烤时产生的。接下来按照流程顺序进行简单的讨论。

一、覆铜原料:

覆铜板都是双层面板,结构对称,没有图案,铜箔和玻璃布CTE相差甚远,因此在压合时很少发生CTE不同引起的变形。

但由于覆铜板压机尺寸较大,热盘不同区域存在温差,使得压合过程中不同区域树脂固化速度和程度存在细微差别,同时在不同升温速率下动粘度差别较大,因此也会产生固化过程中局部应力。

通常情况下,该应力在压合后保持平衡,但在以后的加工过程中逐渐释放,形成变形。

二、压合:

印刷电路板的压合工序是产生热应力的主要流程,类似于覆铜板的压合,也会产生固化过程中因不一致而产生的局部应力,印刷电路板由于厚度较厚,图案较多,半固化片较多,也较覆铜板难以消除热应力。

而且PCB板上存在的应力,在后续钻孔、成形或烘烤等过程中会被释放,造成板件变形。

3.阻焊、字符烘烤等过程:

因为阻焊油墨固化时不能相互叠加,所以电路板都是竖放在架子上进行烘板固化,阻焊温度约150℃,刚好超过Tg材料的Tg点,Tg点以上的树脂为高弹态,板材在自重或烘箱强风作用下容易变形。

4.热风焊料平整度:

一般板材热风焊料整机的锡炉温度在225℃~265℃之间,时间3S-6S。热空气温度在280~300摄氏度之间。

常温下焊料从常温下到锡炉,出炉后两分钟内再进行常温下后处理水洗。热空气焊料整平的全过程是急速冷却过程。

因为线路板的材料不同,其结构不均匀,在冷热过程中必然产生热应力,造成微观应变和整体变形翘区。

5.储存:

印刷电路板存放在半成品阶段,一般都是硬插在架子上,架子松紧调节不当,或存放过程中堆叠、放板等会使板件产生机械变形。特别是对2.0mm以下的板材影响更大。

除了上述因素外,还有许多因素影响PCB板的变形


4。

防止电路板翘曲变形。

线路板的翘曲变形对印刷线路板的生产有很大的影响,翘曲变形也是线路板生产中的一个重要问题,装上元件的板子在焊接后会产生弯曲,使组件脚不容易整齐。

板也不能被安装在机箱或插座上,因此,线路板翘曲将影响整个后工序的正常工作。

目前印刷电路板已经进入了表面安装和芯片安装的阶段,工艺要求也在不断提高,因此对电路板的翘曲要求也越来越高。因此,我们要找出半弯弯的原因。

一、工程设计:

印刷板材在设计时应注意:

层间半固化片材应对称排列,如六层板材、1~2、5~6层板材的厚度与半固化片材的张数应一致,否则易分层而翘曲。

多层芯板和半固化片材应采用同一家供应商生产。

A、B两个外层平面的线形面积应尽可能接近。如果A面是大铜面,而B面只走几条线,这类印版在蚀刻后很容易翘曲。若两面线面积差异过大,可在稀的一面增加几个独立的网格,以达到平衡。

二、下料前烘干板:

覆铜板下料前烘干板(150℃,8±2小时)的设计目的是在去除板内湿气的同时,使板材内的树脂充分固化,进一步消除板材内的残余应力,这有助于防止板材翘曲。

现在有很多双面、多层的板材还坚持采用预下料或后烤的方法。但是有些板材厂是例外,目前各电路板厂烘干时间从4-10小时不等,建议根据印刷板材的等级及客户的翘曲度要求来确定。

剪裁为拼板后烘干或大料烘后下料,两种方法均可,建议剪裁后烘干板采用。内层也要烘干。

三、半固化片的纬度:

半固化片层压法处理后的经向-纬向收缩率不同,在下料和迭层法处理经向-纬向时,需要区分经向-纬向。反之,层压后容易引起成品板翘曲,即使加压烘烤也难以改正。

造成多层板翘曲的原因,很多是由于层压型半固化片材经纬度不清、迭放混乱所致。

怎样区别经纬线?半固化片卷起的方向为经向,宽度方向为纬向;铜箔板的长边时纬向,短边时纬向。