随着电子设备的小型化,薄型PCB电路板和小型元件的使用正在流行。但是,如果使用具有小型SMT加工部件的电路基板,不仅薄,而且多是多层PCB,这也会带来几个问题。通常,这样的PCB在smt贴片中会发生弯曲,最终可能会对其生产量产生影响。另外,过度的翘曲也会影响锡膏印刷的品质。弯曲还影响回流焊接中焊接点的形成。
PCB所谓组装反?
在SMT制程中,电路板被回流焊接时容易发生翘曲,严重时也会导致元件的空焊或立碑等不良。PCB板弯曲的原因可能不同,但最后施加在PCB板上的应力比承受板材的应力大,在板材上受到的应力不均匀或板材上各部位抵抗应力的能力不均匀的情况下,PCB板产生弯曲的结果。
那块木板承受的应力是从哪里来的。其实回流焊接过程中最大的应力源是温度,温度不仅使电路板软化,还可以扭转电路板,再加上热膨胀系数(CTE)的因素和热胀冷缩的材料特性,这形成PCB板翘曲。
SMT加工中PCB翘曲的原因
铜膜上的内部应力引起电路基板的弯曲。这可以不需要在室温下进行热处理。
在伴随温度变化的过程中,例如在回流焊接中,铜层和基板之间的热膨胀系数不同,因此产生弯曲。
当层叠单独蚀刻的铜涂覆板时,各层的铜密度不同,各层的应力大小不同,产生弯曲。
PCB为了提高组装效率,通常配置在面板上。相反,面板使用导轨和脚。组装后,腿部被除去,PCB通过拆卸板分离。电路板区域和外伸支架区域的铜密度的差异进一步引起弯曲。
SMT通过加工PCB避免弯曲的方法
1.温度降低对板子应力的影响
既然温度是板子应力的主要源,那么如果降低回焊炉的温度,或者使回焊炉的板的升温或冷却速度变慢,则PCB板可以大幅降低弯曲。但是,焊料短路等可能会产生其他副作用。
2.采用高Tg的板材
Tg表示玻璃转移温度,即材料从玻璃向橡胶状转移的温度,Tg值越低的材料,其板进入回焊炉后变软的速度越快,而且变软的橡胶状的时间也越长,板的变形量当然越严重。采用较高的Tg板材可以增加抗压变形能力,相对来说材料的价格也比较高。
3.增加电路板的厚度
许多电子产品为了达到更薄的目的,板的厚度仍为1.0mm、0.8mm,厚度为0.6mm。这样的厚度真的很难保持板经过回焊炉而不变形。如果没有薄的要求,则板优选使用1.6mm的厚度,PCB板能够大幅降低翘曲或变形的风险。
4.减少电路板尺寸,减少贴片数量
在大部分的回焊炉使用链条使电路基板前进的情况下,尺寸大的电路基板根据其自身的重量,陷落变形为回焊炉,所以如果将电路基板的长边作为板放置在回焊炉的链条上,则能够降低电路基板自身的重量造成的陷落变形能够减少贴片数也是由于这个理由,即炉的情况下,能够在尽可能窄的边垂直地通过炉方向,达到最低的陷落变形量。
5.使用过炉托盘治具
如果上述方法很难,最后,使用过炉托盘(回流焊接carrier/template)降低电路基板的变形量,过炉托盘夹具PCB板能够减少翘曲的原理是,治具材质一般使用铝合金或合成石具有耐高温特性电路板经过回焊炉的高温热膨胀和之后冷却的冷缩后,托盘发挥稳定电路板功能的电路板的温度开始低于Tg值变硬后,可以维持原来的尺寸。
在单层托盘夹具无法降低电路基板的变形量的情况下,需要盖上盖而用上下2层托盘夹住电路基板,能够大幅度降低电路基板的过回焊炉变形的问题。但是,这个火炉托盘很贵,所以必须要人工放置托盘回收。
6.使用Router代替V-Cut的板
既然V-Cut破坏电路板间补丁的结构强度,就不要使用V-Cut的分板,或降低V-Cut的深度。