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技術(shù)丨怎樣防止PCB印制板翹曲?這里有防止翹曲
時(shí)間:2019-07-27

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印制電路板翹曲的成因,一個(gè)方面是所采用的基板(覆銅板)可能翹曲,但在印制電路板加工過(guò)程中,因為熱應力,化學(xué)因素影響,及生產(chǎn)工藝不當也會(huì )造成印制電路板產(chǎn)生翹曲。

所以,對于印制電路板廠(chǎng)來(lái)說(shuō),首先是要預防印制電路板在加工過(guò)程中產(chǎn)生翹曲;再就是對于已經(jīng)出現翹曲的PCB 板要有一個(gè)合適、有效的處理方法。

 

一、 預防印制電路板在加工過(guò)程中產(chǎn)生翹曲

 

1、防止由于庫存方式不當造成或加大基板翹曲

(1)由于覆銅板在存放過(guò)程中,因為吸濕會(huì )加大翹曲,單面覆銅板的吸濕面積很大,如果庫存環(huán)境濕度較高,單面覆銅板將會(huì )明顯加大翹曲。雙面覆銅板潮氣只能從產(chǎn)品端面滲入,吸濕面積小,翹曲變化較緩慢。所以對于沒(méi)有防潮包裝的覆銅板要注意庫房條件,盡量減少庫房濕度和避免覆銅板裸放,以避免存放中的覆銅板加大翹曲。

 

(2)覆銅板擺放方式不當會(huì )加大翹曲。如豎放或覆銅板上壓有重物,擺放不良等都會(huì )加大覆銅板翹曲變形。

 

2、避免由于印制電路板線(xiàn)路設計不當或加工工藝不當造成翹曲

如PCB板導電線(xiàn)路圖形不均衡或PCB板兩面線(xiàn)路明顯不對稱(chēng),其中一面存在較大面積銅皮,形成較大的應力,使PCB板翹曲,在PCB制程中加工溫度偏高或較大熱沖擊等都會(huì )造成PCB板翹曲。對于覆板板庫存方式不當造成的影響,PCB廠(chǎng)比較好解決,改善貯存環(huán)境及杜絕豎放、避免重壓就可以了。對于線(xiàn)路圖形存在大面積的銅皮的PCB板,最好將銅箔網(wǎng)格化以減少應力。

 

3、消除基板應力,減少加工過(guò)程PCB板翹曲

由于在PCB加工過(guò)程中,基板要多次受到熱的作用及要受到多種化學(xué)物質(zhì)作用。如基板蝕刻后要水洗、要烘干而受熱,圖形電鍍時(shí)電鍍是熱的,印綠油及印標識字符后要用加熱烘干或用UV光烤干,熱風(fēng)噴錫時(shí)基板受到的熱沖擊也很大等等。這些過(guò)程都可能使PCB板產(chǎn)生翹曲。

 

4、波峰焊或浸焊時(shí),焊錫溫度偏高,操作時(shí)間偏長(cháng),也會(huì )加大基板翹曲。對于波峰焊工藝的改進(jìn),需電子組裝廠(chǎng)共同配合

由于應力是基板翹曲的主因,如果在覆銅板投入使用前先烘板(也有稱(chēng)h板),多家PCB廠(chǎng)都認為這種做法有利于減少PCB板的翹曲。烘板的作用是可以使基板的應力充分松弛,因而可以減少基板在PCB制程中的翹曲變形。

 

h板的方法是:有條件的PCB廠(chǎng)是采用大型烘箱h板。投產(chǎn)前將一大疊覆銅板送入烤箱中,在基板玻璃化溫度附近溫度下將覆銅板烘烤若干小時(shí)到十幾小時(shí)。用經(jīng)過(guò)h板的覆銅板生產(chǎn)的PCB板,其翹曲變形就比較小,產(chǎn)品的合格率高了許多。對于一些小型PCB廠(chǎng),如沒(méi)有那么大型的烘箱可以將基板切小后再烘,但烘板時(shí)應有重物壓住板,使基板在應力松弛過(guò)程能保持平整狀態(tài)。烘板溫度不宜太高,過(guò)高溫度基板會(huì )變色。也不宜太低,溫度太低需很長(cháng)時(shí)間才能使基板應力松弛。

 

二、印制電路板翹曲整平方法

 

1、在PCB制程中將翹曲的板及時(shí)整平

在PCB制程中,將翹曲度比較大的板挑出來(lái)用輥壓式整平機整平,再投入下一工序。不少PCB廠(chǎng)認為這一做法對于減少PCB成品板翹曲比例是有效的。

 

2、PCB成品板翹曲整平法

對于已完工,翹曲度明顯超差,用輥壓式整平機無(wú)法整平的PCB板,有些PCB廠(chǎng)將它放入小壓機中(或類(lèi)似夾具中),將翹曲的PCB板壓住幾個(gè)小時(shí)到十幾小時(shí)進(jìn)行冷壓整平,從實(shí)際應用中觀(guān)察,這一作法效果不十分明顯。一是整平的效果不大,另就是整平后的板很容易反彈(即恢復翹曲)。

 

也有的PCB廠(chǎng)將小壓機加熱到一定溫度后,再對翹曲的PCB板進(jìn)行熱壓整平,其效果較冷壓會(huì )好一些,但壓力如太大會(huì )把導線(xiàn)壓變形;如果溫度太高會(huì )產(chǎn)生松香水變色其至基變色等等缺陷。而且不論是冷壓整平還是熱壓整平都需要較長(cháng)時(shí)間(幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí))才能見(jiàn)到效果,并且經(jīng)過(guò)整平的PCB板翹曲反彈的比例也較高。有沒(méi)有更佳的整平方法呢?

 

3、翹曲PCB板弓形模具熱壓整平法

根據高分子材料力學(xué)性能及多年工作實(shí)踐,本文推薦弓形模具熱壓整平法。根據要整平的PCB板的面積作若干付很簡(jiǎn)單的弓形模具,這里推二種整平操作方法。

 

(1)將翹曲的PCB板夾入弓形模具中放入烘箱烘烤整平法:

將翹曲PCB板翹曲面對著(zhù)模具弓曲面,調節夾具螺絲,使PCB板略向其翹曲的相反方向變形,再將夾有PCB板的模具放入已加熱到一定溫度的烘箱中烘烤一段時(shí)間。在受熱條件下,基板應力逐漸松弛,使變形的PCB板恢復到平整狀態(tài)。但烘烤的溫度不宜太高,以免松香水變色或基板變黃。但溫度也不宜過(guò)低,在較低的溫度下要使應力完全松弛需要很長(cháng)時(shí)間。

 

通??捎没宀AЩ瘻囟茸鳛楹婵镜膮⒖紲囟?,玻璃化溫度為樹(shù)脂的相轉變點(diǎn),在此溫度下高分子鏈段可以重新排列取向,使基板應力充分松弛。因些整平效果很明顯。用弓形模具整平的優(yōu)點(diǎn)是投資很少,烘箱各PCB廠(chǎng)都有,整平操作很簡(jiǎn)單,如果翹曲的板數比較多,多做幾付弓形模具就可以了,往烘箱里一次可以放幾付模具,而且烘的時(shí)間比較短(數十分鐘左右),  所以整平工作效率比較高。

 

(2)先將PCB板烘軟后再夾入弓形模具中壓合整平法:

對于翹曲變形比較小的PCB板,可以先將待整平的PCB板放入已加溫到一定溫度的烘箱中(溫度設定可參照基板玻璃化溫度及基板在烘箱中烘烤一定時(shí)間后,觀(guān)察其軟化情況來(lái)確定。通常玻纖布基板的烘烤溫度要高一些,紙基板的烘烤溫度可以低一些;厚板的烘烤溫度可以略高一些,薄板的烘烤溫度可以略低一些;對于已噴了松香水的PCB板的烘烤溫度不宜過(guò)高。)烘烤一定時(shí)間,然后取出數張到十幾張,夾入到弓形模具中,調節壓力螺絲,使PCB板略向其翹曲的反方向變形,待板冷卻定型后,即可卸開(kāi)模具,取出已整平的PCB板。

 

有些用戶(hù)不甚了解基板的玻璃化溫度。這里推薦烘烤參考溫度,紙基板的烘烤溫度取110℃~130℃,FR-4取130℃~150℃。整平時(shí),對所選取的烘烤溫度及烘烤時(shí)間作幾次小試驗,以確定整平的烘烤溫度及烘烤時(shí)間。烘烤的時(shí)間較長(cháng),基板烘得透,整平效果較好,整平后PCB板翹曲回彈也較少。

 

經(jīng)過(guò)了弓形模具整平的PCB板翹曲回彈率低;即使經(jīng)過(guò)波峰焊仍能基本保持平整狀態(tài);對PCB板外觀(guān)色澤影響也很小。

 

PCB板翹曲是PCB廠(chǎng)極為頭痛的事,它不僅降低了成品率,而且影響了交貨期。如果采用弓形模具熱整平,并且整平工藝合理、合適,就能將翹曲的PCB板整平,解決交貨期的困擾。

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技術(shù)丨怎樣防止PCB印制板翹曲?這里有防止翹曲

時(shí)間:2019-07-27

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印制電路板翹曲的成因,一個(gè)方面是所采用的基板(覆銅板)可能翹曲,但在印制電路板加工過(guò)程中,因為熱應力,化學(xué)因素影響,及生產(chǎn)工藝不當也會(huì )造成印制電路板產(chǎn)生翹曲。

所以,對于印制電路板廠(chǎng)來(lái)說(shuō),首先是要預防印制電路板在加工過(guò)程中產(chǎn)生翹曲;再就是對于已經(jīng)出現翹曲的PCB 板要有一個(gè)合適、有效的處理方法。

 

一、 預防印制電路板在加工過(guò)程中產(chǎn)生翹曲

 

1、防止由于庫存方式不當造成或加大基板翹曲

(1)由于覆銅板在存放過(guò)程中,因為吸濕會(huì )加大翹曲,單面覆銅板的吸濕面積很大,如果庫存環(huán)境濕度較高,單面覆銅板將會(huì )明顯加大翹曲。雙面覆銅板潮氣只能從產(chǎn)品端面滲入,吸濕面積小,翹曲變化較緩慢。所以對于沒(méi)有防潮包裝的覆銅板要注意庫房條件,盡量減少庫房濕度和避免覆銅板裸放,以避免存放中的覆銅板加大翹曲。

 

(2)覆銅板擺放方式不當會(huì )加大翹曲。如豎放或覆銅板上壓有重物,擺放不良等都會(huì )加大覆銅板翹曲變形。

 

2、避免由于印制電路板線(xiàn)路設計不當或加工工藝不當造成翹曲

如PCB板導電線(xiàn)路圖形不均衡或PCB板兩面線(xiàn)路明顯不對稱(chēng),其中一面存在較大面積銅皮,形成較大的應力,使PCB板翹曲,在PCB制程中加工溫度偏高或較大熱沖擊等都會(huì )造成PCB板翹曲。對于覆板板庫存方式不當造成的影響,PCB廠(chǎng)比較好解決,改善貯存環(huán)境及杜絕豎放、避免重壓就可以了。對于線(xiàn)路圖形存在大面積的銅皮的PCB板,最好將銅箔網(wǎng)格化以減少應力。

 

3、消除基板應力,減少加工過(guò)程PCB板翹曲

由于在PCB加工過(guò)程中,基板要多次受到熱的作用及要受到多種化學(xué)物質(zhì)作用。如基板蝕刻后要水洗、要烘干而受熱,圖形電鍍時(shí)電鍍是熱的,印綠油及印標識字符后要用加熱烘干或用UV光烤干,熱風(fēng)噴錫時(shí)基板受到的熱沖擊也很大等等。這些過(guò)程都可能使PCB板產(chǎn)生翹曲。

 

4、波峰焊或浸焊時(shí),焊錫溫度偏高,操作時(shí)間偏長(cháng),也會(huì )加大基板翹曲。對于波峰焊工藝的改進(jìn),需電子組裝廠(chǎng)共同配合

由于應力是基板翹曲的主因,如果在覆銅板投入使用前先烘板(也有稱(chēng)h板),多家PCB廠(chǎng)都認為這種做法有利于減少PCB板的翹曲。烘板的作用是可以使基板的應力充分松弛,因而可以減少基板在PCB制程中的翹曲變形。

 

h板的方法是:有條件的PCB廠(chǎng)是采用大型烘箱h板。投產(chǎn)前將一大疊覆銅板送入烤箱中,在基板玻璃化溫度附近溫度下將覆銅板烘烤若干小時(shí)到十幾小時(shí)。用經(jīng)過(guò)h板的覆銅板生產(chǎn)的PCB板,其翹曲變形就比較小,產(chǎn)品的合格率高了許多。對于一些小型PCB廠(chǎng),如沒(méi)有那么大型的烘箱可以將基板切小后再烘,但烘板時(shí)應有重物壓住板,使基板在應力松弛過(guò)程能保持平整狀態(tài)。烘板溫度不宜太高,過(guò)高溫度基板會(huì )變色。也不宜太低,溫度太低需很長(cháng)時(shí)間才能使基板應力松弛。

 

二、印制電路板翹曲整平方法

 

1、在PCB制程中將翹曲的板及時(shí)整平

在PCB制程中,將翹曲度比較大的板挑出來(lái)用輥壓式整平機整平,再投入下一工序。不少PCB廠(chǎng)認為這一做法對于減少PCB成品板翹曲比例是有效的。

 

2、PCB成品板翹曲整平法

對于已完工,翹曲度明顯超差,用輥壓式整平機無(wú)法整平的PCB板,有些PCB廠(chǎng)將它放入小壓機中(或類(lèi)似夾具中),將翹曲的PCB板壓住幾個(gè)小時(shí)到十幾小時(shí)進(jìn)行冷壓整平,從實(shí)際應用中觀(guān)察,這一作法效果不十分明顯。一是整平的效果不大,另就是整平后的板很容易反彈(即恢復翹曲)。

 

也有的PCB廠(chǎng)將小壓機加熱到一定溫度后,再對翹曲的PCB板進(jìn)行熱壓整平,其效果較冷壓會(huì )好一些,但壓力如太大會(huì )把導線(xiàn)壓變形;如果溫度太高會(huì )產(chǎn)生松香水變色其至基變色等等缺陷。而且不論是冷壓整平還是熱壓整平都需要較長(cháng)時(shí)間(幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí))才能見(jiàn)到效果,并且經(jīng)過(guò)整平的PCB板翹曲反彈的比例也較高。有沒(méi)有更佳的整平方法呢?

 

3、翹曲PCB板弓形模具熱壓整平法

根據高分子材料力學(xué)性能及多年工作實(shí)踐,本文推薦弓形模具熱壓整平法。根據要整平的PCB板的面積作若干付很簡(jiǎn)單的弓形模具,這里推二種整平操作方法。

 

(1)將翹曲的PCB板夾入弓形模具中放入烘箱烘烤整平法:

將翹曲PCB板翹曲面對著(zhù)模具弓曲面,調節夾具螺絲,使PCB板略向其翹曲的相反方向變形,再將夾有PCB板的模具放入已加熱到一定溫度的烘箱中烘烤一段時(shí)間。在受熱條件下,基板應力逐漸松弛,使變形的PCB板恢復到平整狀態(tài)。但烘烤的溫度不宜太高,以免松香水變色或基板變黃。但溫度也不宜過(guò)低,在較低的溫度下要使應力完全松弛需要很長(cháng)時(shí)間。

 

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(2)先將PCB板烘軟后再夾入弓形模具中壓合整平法:

對于翹曲變形比較小的PCB板,可以先將待整平的PCB板放入已加溫到一定溫度的烘箱中(溫度設定可參照基板玻璃化溫度及基板在烘箱中烘烤一定時(shí)間后,觀(guān)察其軟化情況來(lái)確定。通常玻纖布基板的烘烤溫度要高一些,紙基板的烘烤溫度可以低一些;厚板的烘烤溫度可以略高一些,薄板的烘烤溫度可以略低一些;對于已噴了松香水的PCB板的烘烤溫度不宜過(guò)高。)烘烤一定時(shí)間,然后取出數張到十幾張,夾入到弓形模具中,調節壓力螺絲,使PCB板略向其翹曲的反方向變形,待板冷卻定型后,即可卸開(kāi)模具,取出已整平的PCB板。

 

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