PCB变形的原因及改善

  　电路板经过回流焊时大多容易发生板弯板翘，严重的话甚至会造成元件空焊、立碑等情况，应如何克服呢？

　1、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。

　　在IPC标准中特别指出带有表面贴装器件的PCB板允许的相当大变形量为0.75%,没有表面贴装的PCB板允许的相当大变形量为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,如我公司有多个客户要求允许的相当大变形量为0.5%,甚至有个别客户要求0.3%。

　　PCB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***由于材料特性不同或者加工引起的变形,成为PCB制造商面临的相当复杂问题之一。

　　2、变形产生原因分析

　　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。

　　电路板上的铺铜面面积不均匀，会恶化板弯与板翘。

　　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，造成长久的变形。

    2．1压合材料、结构、图形对板件变形的响分析

　　PCB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，变形量取决于两种材料的热膨胀系数（CTE）

　　铜箔的热膨胀系数（CTE）为左右

　　而普通FR-4基材在T**下Z向CTE为;

　　TG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。

　　/*关于TG点的注释：

　　高Tg印制板当温度升高到某一区域时，基板将由"玻璃态”转变为“橡胶态”，此时的温度 称为该板的玻璃化温度(Tg)。也就是说，Tg是基材保持刚性的相当高温度(℃)。也就是说普通PCB基板材料在高温下，不但产生软化、变形、熔融等现象，同时还表现在机械、电气特性的急剧下降。

　　一般Tg的板材为130度以上，高Tg一般大于170度，中等Tg约大于150度。

　　通常Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板。

　　基板的Tg提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。TG值越高，板材的耐温度性能越好 ，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多。

　　高Tg指的是高耐热性。随着电子工业的飞跃发展，特别是以计算机为**的电子产品，向着高功能化、高多层化发展，需要PCB基板材料的更高的耐热性作为重要的保证。以SMT、CMT为**的高密度安装技术的出现和发展，使PCB在小孔径、精细线路化、薄型化方面，越来越离不开基板高耐热性的支持。

　　所以一般的FR-4与高Tg的FR-4的区别：是在热态下，特别是在吸湿后受热下，其材料的机械强度、尺寸稳定性、粘接性、吸水性、热分解性、热膨胀性等各种情况存在差异，高Tg产品明显要好于普通的PCB基板材料。