板颠末回流焊时大多轻易产生板弯板翘，严峻的话乃至会组成元件空焊、立碑等情况，应若何降服呢？

1、线路板变形的危险

在外表贴装线上,电路板若不平坦,会引发定位不准,元器件没法插装或贴装到板子的孔和外表贴装焊盘上,乃至会撞坏主动插装机。装上元器件的电路板焊接后产生曲折,元件脚很难剪平坦齐。板子也没法装到机箱或机内的插座上,以是,拆卸厂碰着板翘一样是很是懊恼。今朝的外表贴装手艺正在朝着高精度、高速率、智能化标的目标成长,这就对做为各类元器件故里的PCB板提出了更高的平坦度请求。

在IPC标准中出格指出带有外表贴装器件的PCB板允许的大变形量为0.75%,不外表贴装的PCB板允许的大变形量为1.5%。现实上,为知足高精度和高速率贴装的须要,局部装联厂家对变形量的请求加倍严酷,如我公司有多个客户请求允许的大变形量为0.5%,乃至有个别客户请求0.3%。

PCB板由铜箔、树脂、玻璃布等资料组成,各资料物理和化学机能均不不异,压合在一路后一定会产生热应力残留,致使变形。同时在PCB的加工进程中,会颠末低温、机器切削、湿处置等各类流程,也会对板件变形产生首要影响,总之能够致使PCB板变形的缘由庞杂多样,若何削减或消弭由于资料特点差别或加工引发的变形,成为PCB制作商面对的庞杂题目之一。

2、变形产生缘由阐发

PCB板的变形须要从资料、布局、图形散布、加工制程等几个方面停止研讨，本文将对能够产生变形的各类缘由和改良方式停止阐发和论述。

电路板上的铺铜面面积不平均，会好转板弯与板翘。

通俗电路板上城市设想有大面积的铜箔来看成接地之用，偶然候Vcc层也会有设想有大面积的铜箔，当这些大面积的铜箔不能平均地分佈在统一片电路板上的时辰，就会组成吸热与散热速率不平均的题目，电路板固然也会热胀冷缩，若是涨缩不能同时就会组成差别的应力而变形，这时辰辰板子的温度若是已到达了Tg值的下限，板子就会起头硬化，组成永远的变形。

电路板上各层的坚持点(vias，过孔)会限定板子涨缩

当今的电路板大多为多层板，并且层与层之间会有向铆钉一样的毗连点(vias)，坚持点又分为通孔、盲孔与埋孔，有坚持点的处所会限定板子涨冷缩的结果，也会间接组成板弯与板翘。

 

电路板自身的分量会组成板子凸起变形

通俗回焊炉城市利用链条来动员电路板于回焊炉中的进步，也就因此板子的双方当支点撑起整片板子，若是板子上面有过重的整机，或是板子的尺寸过大，就会由于自身的种量而显现出中间凸起的景象，组成板弯。

V-Cut的深浅及毗连条会影响拼板变形量

根基上V-Cut便是粉碎板子布局的首恶，由于V-Cut便是在本来一大张的板材上切出沟槽来，以是V-Cut的处所就轻易产生变形。

 

2.1 压合资料、布局、图形对板件变形的响阐发

PCB板由芯板和半固化片和外层铜箔压合而成，此中芯板与铜箔在压应时受热变形，变形量取决于两种资料的热缩短系数（CTE）

铜箔的热缩短系数（CTE）为17X10-6摆布；

而通俗FR-4基材在Tg点下Z向CTE为（50~70）X10-6；

TG点以上为（250~350）X10-6，X向CTE由于玻璃布存在，通俗与铜箔近似。

对TG点的正文：

高Tg印制板当温度下降到某一地区时，基板将由\"玻璃态”改变为“橡胶态”，此时的温度 称为该板的玻璃化温度(Tg)。也便是说，Tg是基材坚持刚性的低温度(℃)。也便是说通俗PCB基板资料在低温下，岂但产生硬化、变形、熔融等景象，同时还表现在机器、电气特点的急剧降落。

通俗Tg的板材为130度以上，高Tg通俗大于170度，中等Tg约大于150度。

凡是Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板。

基板的Tg进步了，印制板的耐热性、耐湿润性、耐化学性、耐稳定性等特点城市进步和改良。TG值越高，板材的耐温度机能越好 ，出格在无铅制程中，高Tg利用比拟多。

高Tg指的是高耐热性。跟着电子财产的奔腾成长，出格因此计较机为代表的电子产物，向着高功效化、高多层化成长，须要PCB基板资料的更高的耐热性作为首要的保障。以smt、CMT为代表的高密度装置手艺的呈现和成长，使PCB在小孔径、邃密线路化、薄型化方面，愈来愈离不开基板高耐热性的撑持。

以是通俗的FR-4与高Tg的FR-4的区分：是在热态下，出格是在吸湿后受热下，其资料的机器强度、尺寸稳定性、粘接性、吸水性、热分化性、热缩短性等各类情况存在差别，高Tg产物较着要好于通俗的PCB基板资料。

此中做好内层图形的芯板的缩短由于图形散布与芯板厚度或资料特点差别而差别，当图形散布与芯板厚度或资料特点差别而差别，当图形散布比拟平均，资料范例分歧，不会产生变形。当PCB板层压布局存在错误称或图形散布不平均时会致使差别芯板的CTE差别较大，从而在压合进程中产生变形。其变形机理可经由进程以下道理诠释。

 

图1通俗半固化片动粘度曲线

假定有两种CTE相差较大的芯板经由进程半固化片压合在一路，此中A芯板CTE为1.5x10-5/℃，芯板长度均为1000mm。在压合进程作为粘结片的半固化片，则颠末硬化、活动并添补图形、固化三个阶段将两张芯板粘合在一路。

图1为通俗FR-4树脂在差别升温速率下的动粘底曲线，通俗情况下，资料从90℃摆布起头活动，并在到达TG点以上起头交联固化，在固化之前半固化片为自在状况，此时芯板和铜箔处在受热后自在缩短状况,其变形量能够经由进程各自的CTE和温度变更值得到。

摹拟压合前提,温度从30℃升至180℃,

此时两种芯板变形量别离为

△LA=(180℃~30℃)x1.5x10-5m/℃X1000mm=2.25mm

△LB=(180℃~30℃)X2.5X10-5M/℃X1000mm=3.75mm

此时由于半固化尚在自在状况,两种芯板一长一短,互不干与,还不产生变形。

见图2,压应时会在低温下坚持一段时辰,直到半固化完整固化,此时树脂变成固化状况,不能随便活动,两种芯板连系在一路.当温度降落时,如无层间树脂束厄局促,芯板会答复至初始长度,并不会产生变形,但现实上两张芯板在低温时已被固化的树脂粘合,在降温进程中不能随便缩短,此中A芯板应当缩短3.75mm,现实受骗缩短大于2.25mm时会遭到A芯板的障碍,为告竣两芯板间的受力均衡,B芯板不能缩短到3.75mm,而A芯板缩短会大于2.25mm,从而使整板向B芯板标的目标变曲,如图2所示。

 

图2 差别CTE芯板压合进程中变形表现

按照上述阐发可知,PCB板的层压布局、资料范例已图形散布是不是平均，间接影响了差别芯板和铜箔之间的CTE差别，在压合进程中的涨缩差别会经由进程半固化片的固片进程而被保留并终组成PCB板的变形。

2．2 PCB板加工进程中引发的变形

PCB板加工进程的变形缘由很是庞杂可分为热应力和机器应力两种应力致使。此中热应力首要产生于压合进程中，机器应力首要产生板件堆放、搬运、烘烤进程中。上面按流程挨次做简略会商。

覆铜板来料：覆铜板均为双面板，布局对称，无图形，铜箔与玻璃布CTE相差无几，以是在压合进程中几近不会产生因CTE差别引发的变形。可是，覆铜板压机尺寸大，热盘差别地区存在温差，会致使压合进程中差别地区树脂固化速率和水平有纤细差别，同时差别升温速率下的动黏度也有较大差别，以是也会产生由于固化进程差别带来的局部应力。通俗这类应力会在压合后坚持均衡，但会在往后的加工中逐步开释产生变形。

 

压合：PCB压合工序是产生热应力的首要流程，此中由于资料或布局差别产生的变形见上一节的阐发。与覆铜板压合近似，也会产生固化进程差别带来的局部应力，PCB板由于厚度更厚、图形散布多样、半固化片更多等缘由，其热应力也会比覆铜板更多更难消弭。而PCB板中存在的应力，在后继钻孔、形状或烧烤等流程中开释，致使板件产生变形。

 

阻焊、字符等烘烤流程：由于阻焊油墨固化时不能相互重叠，以是PCB板城市竖放在架子里烘板固化，阻焊温度150℃摆布，恰好跨越中低Tg资料的Tg点，Tg点以上树脂为高弹态，板件轻易在自重或烘箱强风感化下变形。

 

热风焊料整平：通俗板热风焊料整日常平凡锡炉温度为225℃~265℃,时辰为3S-6S。热风温度为280℃~300℃.焊料整日常平凡板从室温进锡炉，出炉后两分钟内又停止室温的后处置水洗。全部热风焊料整平进程为骤热骤冷进程。由于电路板资料差别，布局又不平均，在冷热进程中一定会呈现热应力，致使微观应变和全体变形翘区。

寄存：PCB板在半制品阶段的寄存通俗都坚插在架子中，架子松紧调剂的分歧适，或寄存进程中重叠放板等城市使板件产生机器变形。出格对2.0mm以下的薄板影响更加严峻。

除以上身分之外，影响PCB变形的身分另有良多。

3、改良对策

那要若何才能够避免板子过回焊炉产生板弯及板翘的景象呢？

1. 下降温度对板子应力的影响

既然「温度」是板子应力的首要来历，只需下降回焊炉的温度或是调慢板子在回焊炉中升温及冷却的速率，就能够大大地下降板弯及板翘的景象产生。不过能够会有其余副感化办事了。

2. 接纳高Tg的板材

Tg是玻璃转换温度，也便是资料由玻璃态改变成橡胶态的温度，Tg值越低的资料，表现其板子进入回焊炉后起头变软的速率越快，并且变成柔嫩橡胶态的时辰也会变长，板子的变形量固然就会越严峻。採用较高Tg的板材就能够增添其蒙受应力变形的才能，可是绝对地资料的代价也比拟高。

3. 增添电路板的厚度

很多电子的产物为了到达更轻浮的目标，板子的厚度已剩下1.0mm、0.8mm，乃至作到了0.6mm的厚度，如许的厚度要坚持板子在颠末回焊炉稳定形，真的有点能人所难，倡议若是不轻浮的请求，板子好能够利用1.6mm的厚度，能够大大下降板弯及变形的危险。

4. 削减电路板的尺寸与削减拼板的数目

既然大局部的回焊炉都採用链条来动员电路板进步，尺寸越大的电路板会由于其自身的分量，在回焊炉中凸起变形，以是尽可能把电路板的长边当做板边放在回焊炉的链条上，就能够下降电路板自身分量所组成的凸起变形，把拼板数目下降也是基于这个来由，也便是说过炉的时辰，尽可能用窄边垂直过炉标的目标，能够到达低的凸起变形量。

5. 利用过炉托盘治具

若是上述方式都很难作到，后便是利用过炉托盘 (reflow carrier/template) 来下降变形量了，过炉托盘能够下降板弯板翘的缘由是由于不论是热胀仍是冷缩，都但愿托盘能够牢固住电路板比及电路板的温度低于Tg值起头从头变硬以后，还能够坚持住园来的尺寸。

若是单层的托盘还没法下降电路板的变形量，就必须再加一层盖子，把电路板用高低两层托盘夹起来，如许就能够大大下降电路板过回焊炉变形的题目了。不过这过炉托盘挺贵的，并且还得加野生来置放与收受接管托盘。

6. 改用实毗连、邮票孔，替换V-Cut的分板利用

既然V-Cut会粉碎电路板间拼板的布局强度，那就尽可能不要利用V-Cut的分板，或是下降V-Cut的深度。

 

实毗连：接纳走刀式分板机

来历：PCB变形的缘由及改良