印制电路板变形的危害分析及改善措施

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PCB线路板变形的危害

在自动化表面贴装线上，电路板若不平整，会引起定位不准，元器件无法插装或贴装到板子的孔和表面贴装焊盘上，甚至会撞坏自动插装机。装上元器件的电路板焊接后发生弯曲，元件脚很难剪平整齐。板子也无法装到机箱或机内的插座上，所以，装配厂碰到板翘同样是十分烦恼。目前的表面贴装技术正在朝着高精度、高速度、智能化方向发展，这就对做为各种元器件家园的PCB板提出了更高的平整度要求。


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在IPC标准中特别指出带有表面贴装器件的PCB板允许的最大变形量为0.75%，没有表面贴装的PCB板允许的最大变形量为1.5%。实际上，为满足高精度和高速度贴装的需求，部分电子装联厂家对变形量的要求更加严格。

- _' o# X2 Y# X" d. r+ |8 dPCB板由铜箔、树脂、玻璃布等材料组成，各材料物理和化学性能均不相同，压合在一起后必然会产生热应力残留，导致变形。同时在PCB的加工过程中，会经过高温、机械切削、湿处理等各种流程，也会对板件变形产生重要影响，总之可以导致PCB板变形的原因复杂多样，如何减少或消除由于材料特性不同或者加工引起的变形，成为PCB制造商面临的最复杂问题之一。
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变形产生原因分析
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PCB板的变形需要从材料、结构、图形分布、加工制程等几个方面进行研究，本文将对可能产生变形的各种原因和改善方法进行分析和阐述。
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电路板上的铺铜面面积不均匀，会恶化板弯与板翘。

0 J' G: v4 v8 ^6 s% G一般电路板上都会设计有大面积的铜箔来当作接地之用，有时候Vcc层也会有设计有大面积的铜箔，当这些大面积的铜箔不能均匀地分佈在同一片电路板上的时候，就会造成吸热与散热速度不均匀的问题，电路板当然也会热胀冷缩，如果涨缩不能同时就会造成不同的应力而变形，这时候板子的温度如果已经达到了Tg值的上限，板子就会开始软化，造成永久的变形。
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电路板上各层的连结点(vias，过孔)会限制板子涨缩。

- r, c3 T  A5 m2 o9 L. K- x现今的电路板大多为多层板，而且层与层之间会有向铆钉一样的连接点(vias)，连结点又分为通孔、盲孔与埋孔，有连结点的地方会限制板子涨冷缩的效果，也会间接造成板弯与板翘。

电路板本身的重量会造成板子凹陷变形。

一般回焊炉都会使用链条来带动电路板于回焊炉中的前进，也就是以板子的两边当支点撑起整片板子，如果板子上面有过重的零件，或是板子的尺寸过
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大，就会因为本身的种量而呈现出中间凹陷的现象，造成板弯。

V-Cut的深浅及连接条会影响拼板变形量。
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8 u6 j) N9 ^' |& {基本上V-Cut就是破坏板子结构的元凶，因为V-Cut就是在原来一大张的板材上切出沟槽来，所以V-Cut的地方就容易发生变形。



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4 R0 B' {& g" T& S! K5 w压合材料、结构、图形对板件变形的响分析

' h1 I  E) {  k. `# yPCB板由芯板和半固化片以及外层铜箔压合而成，其中芯板与铜箔在压合时受热变形，变形量取决于：
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铜箔的热膨胀系数(CTE)和普通FR-4基材的热膨胀系数(CTE)。
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+ S0 J- r0 n, F( L% [# CTG点以上为(250~350)X10-6，X向CTE由于玻璃布存在，一般与铜箔类似。
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Zmb

如何减少或消除由于材料特性不同或者加工引起的变形，成为PCB制造商面临的最复杂问题之一。