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如何判斷 PCB 板是否變形?
- 2022-06-22-

PCB 板經過回流焊或波峰焊后,可能會出現板彎板翹等變形問題,嚴重的話,甚至會出現爆裂分層等問題。不過,像爆裂分層這一類問題,較為少見,而板彎板翹一類的變形問題,則較為常見,并且經常引發空焊、虛焊、立碑、偏移等異常,那么,如何判斷 PCB 板是否變形?PCB 板變形的危害,又有哪些呢?

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PCB 板變形的判定標準、成因及測量方法

業內通常會用平整度,來對于 PCB 板的變形問題來進行一個衡量,而平整度,主要由兩種特性確定,即:弓曲、扭曲。
弓曲是指,當 PCB 板的四個角處在同一平面時,它大致成圓柱形或球面彎曲的狀況,而扭曲是指,PCB 板的一個角不與其它三個角在同一平面上,且平行于板對角線的板子,有所翹曲。如果 PCB 板為圓形或橢圓形,則必須是以垂直位移方向的高點為基準來測量。
PCB 板的平整度,可能會受板子設計的影響。
因為不同的布線或多層板的層結構都會導致產生不同的應力或消除應力的條件。而 PCB 板的厚度及材料特性,也是影響平整度的重要因素

例如,在進行覆銅選擇時,大的 PCB 板,如果設計為全銅,那么當 PCB 實物板在受到外力的時候,會保持翹曲情況,而如果設計為網格,則不會保持,并且會恢復到原來的平整狀況,一般情況下,設計時,工藝邊也留銅,目的就是要保障 PCB 板的平整度。

依照 IPC 標準,假如 PCB 板需要打件,則變形幅度應≤0.75%,假如 PCB 板只需插件,則變形幅度應≤1.5%。(注:在 IPC 標準中,稱為翹曲度)

那么,如果依照 IPC 標準,應如何測量并判斷 PCB 板的變形是否合格呢?

首先,將 PCB 板放于大理石平臺或大于 5cm 厚的玻璃板上,使用塞規測量角落較大的尺寸,然后,用尺量取 PCB 對角線的長度,如果落差/2 倍對角線的值>0.75%,則不合格(注:只插件,則放寬至 1.5%)。

PCB 板變形的危害

在自動化表面貼裝或插裝線上,PCB 板如果不平整,可能會引起定位不準,導致元器件無法貼裝或插裝到板子上,甚至可能會導致設備故障,使設備損壞。
而焊接后的 PCB 板,如果有變形,插件的腳很難剪平,并且提升了執錫等工序的作業難度,而貼片,也會有一堆的空焊、虛焊等異常伴隨而來,大大提升后續的修板工作量。
在組裝環節,變形的 PCB 板可能會給生產帶來嚴重困擾,例如,PCB 板與外殼不太配適,個別 PCB板在組裝時,效率可能只有其他板的十分之一,并且后續不良的概率,卻上升了好幾倍,這又進一步加劇了售后問題。
因此,隨著行業的發展,PCB 板的變形問題,越來越受到關注,并且不斷地開始提出更高的要求。 

但 PCB 板由銅箔、樹脂、玻纖布等材料組成,各種材料物理和化學性能之間存在差異,在加工過程中,會經過化學藥水、冷熱變化等,形變是不可避免的。對于形變的改善問題,是一個行業性的問題,解決不可能一朝一夕,但改善可以一步一個腳印。


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