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      防止PCB印制板翹曲的方法

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      防止PCB印制板翹曲的方法

      【摘要】:
      在自動化插裝線上,印制板若不平整,會引起定位不準,元器件無法插裝到板子的孔和表面貼裝焊盤上,甚至會撞壞自動插裝機。裝上元器件的板子焊接后發生彎曲,元件腳很難剪平整齊。板子也無法裝到機箱或機內的插座上,所以,裝配廠碰到板翹同樣是十分煩惱。目前,印制板已進入到表面安裝和芯片安裝的時代,裝配廠對板翹的要求必定越來越嚴。?二.翹曲度的標準和測試方法  據美國IPC-6012

      一.為什么線路板要求十分平整

        在自動化插裝線上,印制板若不平整,會引起定位不準,元器件無法插裝到板子的孔和表面貼裝焊盤上,甚至會撞壞自動插裝機。裝上元器件的板子焊接后發生彎曲,元件腳很難剪平整齊。板子也無法裝到機箱或機內的插座上,所以,裝配廠碰到板翹同樣是十分煩惱。目前,印制板已進入到表面安裝和芯片安裝的時代,裝配廠對板翹的要求必定越來越嚴。

       

      二.翹曲度的標準和測試方法

        據美國IPC-6012(1996版)<<剛性印制板的鑒定與性能規范>>,用于表面安裝印制板的允許最大翹曲和扭曲為0.75%,其它各種板子允許1.5%。這比IPC-RB-276(1992版)提高了對表面安裝印制板的要求。目前,各電子裝配廠許可的翹曲度,不管雙面或多層,1.6mm厚度,通常是0.70~0.75%,不少SMT,BGA的板子,要求是0.5%。部分電子工廠正在鼓動把翹曲度的標準提高到0.3%, 測試翹曲度的方法遵照GB4677.5-84或IPC-TM-650.2.4.22B。把印制板放到經檢定的平臺上,把測試針插到翹曲度最大的地方,以測試針的直徑,除以印制板曲邊的長度,就可以計算出該印制板的翹曲度了。

       

      三、制造過程中防板翹曲

      1、工程設計:印制板設計時應注意事項:

        A.層間半固化片的排列應當對稱,例如六層板,1~2和5~6層間的厚度和半固化片的張數應當一致,否則層壓后容易翹曲。

        B.多層板芯板和半固化片應使用同一供應商的產品。

        C. 外層A面和B面的線路圖形面積應盡量接近。若A面為大銅面,而B面僅走幾根線,這種印制板在蝕刻后就很容易翹曲。如果兩面的線路面積相差太大,可在稀的一面加一些獨立的網格,以作平衡。

       

      2、下料前烘板:

        覆銅板下料前烘板(150攝氏度,時間8±2小時)目的是去除板內的水分,同時使板材內的樹脂完全固化,進一步消除板材中剩余的 應力,這對防止板翹曲是有幫助的。目前,許多雙面、多層板仍堅持下料前或后烘板這一步驟。但也有部分板材廠例外,目前各PCB 廠烘板的時間規定也不一致,從4-10小時都有,建議根據生產的印制板的檔次和客戶對翹曲度的要求來決定。剪成拼板后烘還是整塊大料烘后下料,二種方法都可行,建議剪料后烘板。內層板亦應烘板。

       

      3、半固化片的經緯向:

        半固化片層壓后經向和緯向收縮率不一樣,下料和迭層時必須分清經向和緯向。否則,層壓后很容易造成成品板翹曲,即使加壓力烘板亦很難糾正。多層板翹曲的原因,很多就是層壓時半固化片的經緯向沒分清,亂迭放而造成的。

        如何區分經緯向?成卷的半固化片卷起的方向是經向,而寬度方向是緯向;對銅箔板來說長邊時緯向,短邊是經向,如不能確定可向生產商或供應商查詢。

       

      4、層壓后除應力:

        多層板在完成熱壓冷壓后取出,剪或銑掉毛邊,然后平放在烘箱內150攝氏度烘4小時,以使板內的應力逐漸釋放并使樹脂完全固化,這一步驟不可省略。

       

      5、薄板電鍍時需要拉直:

        0.4~0.6mm超薄多層板作板面電鍍和圖形電鍍時應制作特殊的夾輥,在自動電鍍線上的飛巴上夾上薄板后,用一條圓棍把整條飛巴上的夾輥串起來,從而拉直輥上所有的板子,這樣電鍍后的板子就不會變形。若無此措施,經電鍍二三十微米的銅層后,薄板會彎曲,而且難以補救。

       

      6、熱風整平后板子的冷卻:

        印制板熱風整平時經焊錫槽(約250攝氏度)的高溫沖擊,取出后應放到平整的大理石或鋼板上自然冷卻,在送至后處理機作清洗。這樣對板子防翹曲很有好處。有的工廠為增強鉛錫表面的亮度,板子熱風整平后馬上投入冷水中,幾秒鐘后取出在進行后處理,這種一熱一冷的沖擊,對某些型號的板子很可能產生翹曲,分層或起泡。另外設備上可加裝氣浮床來進行冷卻。

       

      7、翹曲板子的處理:

        管理有序的工廠,印制板在最終檢驗時會作100%的平整度檢查。凡不合格的板子都將挑出來,放到烘箱內,在150攝氏度及重壓下烘3~6小時,并在重壓下自然冷卻。然后卸壓把板子取出,在作平整度檢查,這樣可挽救部分板子,有的板子需作二到三次的烘壓才能整平。上海華堡代理的氣壓式板翹反直機經上海貝爾的使用在補救線路板翹曲方面有十分好的效果。若以上涉及的防翹曲的工藝 措施不落實,部分板子烘壓也沒用,只能報廢。

       

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