【经验】PCB印制板加工制造过程中翘曲的防止方法有哪些?

2019-07-13 捷多邦

一.为什么线路板要求十分平整

在自动化插装线上,印制板若不平整,会引起定位不准,元器件无法插装到板子的孔和表面贴装焊盘上,甚至会撞坏自动插装机。装上元器件的板子焊接后发生弯曲,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,印制板已进入到表面安装和芯片安装的时代,装配厂对板翘的要求必定越来越严,捷多邦pcb就向大家介绍一下防止PCB印制板翘曲的方法。

二.翘曲度的标准和测试方法

据美国IPC-6012(1996版)<<刚性印制板的鉴定与性能规范>>,用于表面安装印制板的允许最大翘曲和扭曲为0.75%,其它各种板子允许1.5%。这比IPC-RB-276(1992版)提高了对表面安装印制板的要求。目前,各电子装配厂许可的翘曲度,不管双面或多层,1.6mm厚度,通常是0.70~0.75%,不少SMT,BGA的板子,要求是0.5%。部分电子工厂正在鼓动把翘曲度的标准提高到0.3%, 测试翘曲度的方法遵照GB4677.5-84或IPC-TM-650.2.4.22B。把印制板放到经检定的平台上,把测试针插到翘曲度最大的地方,以测试针的直径,除以印制板曲边的长度,就可以计算出该印制板的翘曲度了。



三、加工制造过程中防板翘曲

1、工程设计:印制板设计时应注意事项:

A.层间半固化片的排列应当对称,例如六层板,1~2和5~6层间的厚度和半固化片的张数应当一致,否则层压后容易翘曲。

B.多层板芯板和半固化片应使用同一供应商的产品。

C. 外层A面和B面的线路图形面积应尽量接近。若A面为大铜面,而B面仅走几根线,这种印制板在蚀刻后就很容易翘曲。如果两面的线路面积相差太大,可在稀的一面加一些独立的网格,以作平衡。

2、下料前烘板:

覆铜板下料前烘板(150摄氏度,时间8±2小时)目的是去除板内的水分,同时使板材内的树脂完全固化,进一步消除板材中剩余的 应力,这对防止板翘曲是有帮助的。目前,许多双面、多层板仍坚持下料前或后烘板这一步骤。但也有部分板材厂例外,目前各PCB 厂烘板的时间规定也不一致,从4-10小时都有,建议根据生产的印制板的档次和客户对翘曲度的要求来决定。剪成拼板后烘还是整块大料烘后下料,二种方法都可行,建议剪料后烘板。内层板亦应烘板。

3、半固化片的经纬向:

半固化片层压后经向和纬向收缩率不一样,下料和迭层时必须分清经向和纬向。否则,层压后很容易造成成品板翘曲,即使加压力烘板亦很难纠正。多层板翘曲的原因,很多就是层压时半固化片的经纬向没分清,乱迭放而造成的。


如何区分经纬向?成卷的半固化片卷起的方向是经向,而宽度方向是纬向;对铜箔板来说长边时纬向,短边是经向,如不能确定可向生产商或供应商查询。

4、层压后除应力:

多层板在完成热压冷压后取出,剪或铣掉毛边,然后平放在烘箱内150摄氏度烘4小时,以使板内的应力逐渐释放并使树脂完全固化,这一步骤不可省略。

5、薄板电镀时需要拉直:

0.4~0.6mm超薄多层板作板面电镀和图形电镀时应制作特殊的夹辊,在自动电镀线上的飞巴上夹上薄板后,用一条圆棍把整条飞巴上的夹辊串起来,从而拉直辊上所有的板子,这样电镀后的板子就不会变形。若无此措施,经电镀二三十微米的铜层后,薄板会弯曲,而且难以补救。

6、热风整平后板子的冷却:

印制板热风整平时经焊锡槽(约250摄氏度)的高温冲击,取出后应放到平整的大理石或钢板上自然冷却,在送至后处理机作清洗。这样对板子防翘曲很有好处。有的工厂为增强铅锡表面的亮度,板子热风整平后马上投入冷水中,几秒钟后取出在进行后处理,这种一热一冷的冲击,对某些型号的板子很可能产生翘曲,分层或起泡。另外设备上可加装气浮床来进行冷却。

7、翘曲板子的处理:

管理有序的工厂,印制板在最终检验时会作100%的平整度检查。凡不合格的板子都将挑出来,放到烘箱内,在150摄氏度及重压下烘3~6小时,并在重压下自然冷却。然后卸压把板子取出,在作平整度检查,这样可挽救部分板子,有的板子需作二到三次的烘压才能整平。上海华堡代理的气压式板翘反直机经上海贝尔的使用在补救线路板翘曲方面有十分好的效果。若以上涉及的防翘曲的工艺 措施不落实,部分板子烘压也没用,只能报废。


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