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有網(wǎng)友問(wèn)到「SMT制程中，電路板經(jīng)過(guò)Reflow時(shí)大多容易發(fā)生板彎板翹，嚴(yán)重的話甚至?xí)斐稍蘸?、立碑等情況，請(qǐng)問(wèn)應(yīng)如何克服呢？」

老實(shí)說(shuō)每個(gè)板彎與板翹所形成的原因或許都不太一樣，但應(yīng)該都可以歸咎于施加于板子上的應(yīng)力大過(guò)了板子材料所能承受的應(yīng)力，當(dāng)板子所承受的應(yīng)力不均勻或是板子上每個(gè)地方抵抗應(yīng)力的能力不均勻時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)板彎及板翹的結(jié)果。

那板子上所承受的應(yīng)力又來(lái)自何方？其實(shí)Reflow制程中最大的應(yīng)力來(lái)源就是「溫度」了，溫度不但會(huì)使電路板變軟，還會(huì)扭曲電路板，再加上「熱脹冷縮」的材料特性，是形成板彎板翹的主因。

 

那為何有些板子的板彎與板翹程度不同呢？

在了解這個(gè)板彎與板翹問(wèn)題前，建議你先參考一下【PCB爆板的真因剖析與防止】這篇文章，其中有些內(nèi)容會(huì)有關(guān)系。

1. 電路板上的鋪銅面面積不均勻，會(huì)惡化板彎與板翹。

一般電路板上都會(huì)設(shè)計(jì)有大面積的銅箔來(lái)當(dāng)作接地之用，有時(shí)候Vcc層也會(huì)設(shè)計(jì)有大面積的銅箔，當(dāng)這些大面積的銅箔不能均勻地分佈在同一片電路板上的時(shí)候，就會(huì)造成吸熱與散熱速度不均勻的問(wèn)題，電路板當(dāng)然也會(huì)熱脹冷縮，如果漲縮不能同時(shí)就會(huì)造成不同的應(yīng)力而變形，這時(shí)候板子的溫度如果已經(jīng)達(dá)到了Tg值的上限，板子就會(huì)開(kāi)始軟化，造成永久的變形。

2. 電路板上各層的連結(jié)點(diǎn)(vias)會(huì)限制板子漲縮

現(xiàn)今的電路板大多為多層板，而且層與層之間會(huì)有向鉚釘一樣的連接點(diǎn)(via)，連結(jié)點(diǎn)又分為通孔、盲孔與埋孔，有連結(jié)點(diǎn)的地方會(huì)限制板子漲冷縮的效果，也會(huì)間接造成板彎與板翹。

3. 電路板本身的重量會(huì)造成板子凹陷變形

一般回焊爐都會(huì)使用鏈條來(lái)帶動(dòng)電路板于回焊爐中的前進(jìn)，也就是以板子的兩邊當(dāng)支點(diǎn)撐起整片板子，如果板子上面有過(guò)重的零件，或是板子的尺寸過(guò)大，就會(huì)因?yàn)楸旧淼姆N量而呈現(xiàn)出中間凹陷的現(xiàn)象，造成板彎。

4. V-Cut的深淺及連接條會(huì)影響拼板變形量

基本上V-Cut就是破壞板子結(jié)構(gòu)的元兇，因?yàn)閂-Cut就是在原來(lái)一大張的板材上切出V型溝槽來(lái)，所以V-Cut的地方就容易發(fā)生變形。
 

那要如何才可以防止板子過(guò)回焊爐發(fā)生板彎及板翹的情形呢？

1. 降低溫度對(duì)板子應(yīng)力的影響

既然「溫度」是板子應(yīng)力的主要來(lái)源，所以只要降低回焊爐的溫度或是調(diào)慢板子在回焊爐中升溫及冷卻的速度，就可以大大地降低板彎及板翹的情形發(fā)生。不過(guò)可能會(huì)有其他副作用發(fā)生，比如說(shuō)焊錫短路。

2. 采用高Tg的板材

Tg是玻璃轉(zhuǎn)換溫度，也就是材料由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成橡膠態(tài)的溫度，Tg值越低的材料，表示其板子進(jìn)入回焊爐后開(kāi)始變軟的速度越快，而且變成柔軟橡膠態(tài)的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，板子的變形量當(dāng)然就會(huì)越嚴(yán)重。采用較高Tg的板材就可以增加其承受應(yīng)力變形的能力，但是相對(duì)地材料的價(jià)錢(qián)也比較高。

3. 增加電路板的厚度

許多電子的產(chǎn)品為了達(dá)到更輕薄的目的，板子的厚度已經(jīng)剩下1.0mm、0.8mm，甚至做到了0.6mm的厚度，這樣的厚度要保持板子在經(jīng)過(guò)回焊爐不變形，真的有點(diǎn)強(qiáng)人所難，建議如果沒(méi)有輕薄的要求，板子最好可以使用1.6mm的厚度，可以大大降低板彎及變形的風(fēng)險(xiǎn)。

4. 減少電路板的尺寸與減少拼板的數(shù)量

既然大部分的回焊爐都采用鏈條來(lái)帶動(dòng)電路板前進(jìn)，尺寸越大的電路板會(huì)因?yàn)槠渥陨淼闹亓?，在回焊爐中凹陷變形，所以盡量把電路板的長(zhǎng)邊當(dāng)成板邊放在回焊爐的鏈條上，就可以降低電路板本身重量所造成的凹陷變形，把拼板數(shù)量降低也是基于這個(gè)理由，也就是說(shuō)過(guò)爐的時(shí)候，盡量用窄邊垂直過(guò)爐方向，可以達(dá)到最低的凹陷變形量。

5. 使用過(guò)爐托盤(pán)治具

如果上述方法都很難作到，最后就是使用過(guò)爐托盤(pán) (reflow carrier/template) 來(lái)降低變形量了，過(guò)爐托盤(pán)可以降低板彎板翹的原因是因?yàn)椴还苁菬崦涍€是冷縮，都希望托盤(pán)可以固定住電路板等到電路板的溫度低于Tg值開(kāi)始重新變硬之后，還可以維持住園來(lái)的尺寸。

如果單層的托盤(pán)還無(wú)法降低電路板的變形量，就必須再加一層蓋子，把電路板用上下兩層托盤(pán)夾起來(lái)，這樣就可以大大降低電路板過(guò)回焊爐變形的問(wèn)題了。不過(guò)這過(guò)爐托盤(pán)挺貴的，而且還得加人工來(lái)置放與回收托盤(pán)。

6. 改用Router替代V-Cut的分板使用

既然V-Cut會(huì)破壞電路板間拼板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，那就盡量不要使用V-Cut的分板，或是降低V-Cut的深度。