PCB翘曲原因及解决办法 PCB翘曲度的计算公式

大家好，我是阿龙。

今天给大家分享的是 PCB 翘曲原因及解决办法、PCB 翘曲度的计算公式。

一、PCB翘曲的危害

PCB翘曲的影响，身为这个行业的人应该都比较清楚。例如：

1、会妨碍SMT电子元器件的安装，导致电子元器件（包括集成芯片）与PCB板焊点接触不良。

2、电子元器件全部贴装时不容易剪掉引脚。

3、同时在波峰焊过程中，由于翘曲，基板上的部分焊盘无法与焊料面连接。

二、PCB翘曲标准是多少？

在实际生产中，PCB通常都不是100%平整，或多或少都会有点弯曲。那PCB翘曲标准是多少？主要是通过“翘曲度”来判断PCB翘曲。

按照IPC标准，需贴片的PCB翘曲度需≦0.75%，才是合格产品。

PCB翘曲

也就是说PCB翘曲度超过0.75%，就判断为板翘，不合格。不需要贴片（只含有插件元器件） PCB 板，对其平整度要求低些，翘曲度放宽至≦1.5%即可。

但实际上，为满足高精度和高速度贴装的需求，部分厂商对PCB翘曲度的要求更加严格，有要求翘曲度≦0.5%，甚至有个别要求≦0.3%。

那PCB翘曲度怎么计算呢？下面就是公式。

三、PCB翘曲度的计算公式

下面就是PCB翘曲度的计算公式：

翘曲度=PCB翘曲高度/PCB对角线长度*100%

具体的可以看下图：

PCB翘曲的计算公式

四、PCB翘曲的原因

PCB翘曲的主要原因是基板（覆铜板层压板）翘曲。此外，PCB板在加工过程中，由于热应力、化学影响、生产工艺不当等影响，也会导致PCB翘曲。

因此，对于PCB板厂家来说，首先是要防止PCB在加工过程中发生翘曲；对于已经翘曲的PCB板，应该有合适有效的处理方法。

下面将详细介绍PCB翘曲原因及解决方法。

五、PCB翘曲原因及解决方法

1、库存不当造成PCB翘曲

1）覆铜板在储存过程中，因为吸潮导致翘曲

覆铜板在贮存过程中，会因吸潮而增加翘曲。对于单面覆铜板，其吸湿面积大，如果库存环境湿度过高，其翘曲会明显增加。而对于双面覆铜板，潮气只能从产品的端面渗入，因此吸湿面积小，翘曲变化缓慢。

PCB翘曲解决办法

因此，对于没有防潮包装的覆铜板，厂家要注意仓库的情况，尽量减少仓库的湿度，避免覆铜板在储存过程中翘曲的增加。

2）覆铜板放置不当会增加翘曲

设置过紧、重物压住、放置不当等都会增加铜板的变形。

PCB翘曲解决办法：

对于库存方式不当的影响，工厂可以通过改善仓储环境，避免竖放和重压等方式轻松解决。

2、设计不当或者加工不当造成翘曲

如果PCB板导电线路图形不平衡或PCB板两侧明显不对称，就会在一侧出现大面积的铜皮，形成较大的应力，导致PCB板翘曲。此外，PCB板在加工过程中加工温度高或热冲击大也会引起翘曲。

PCB翘曲解决办法：

对于有大面积铜皮的PCB板，最好将铜箔网格化以减少应力。

3、基板上的应力

PCB板在加工过程中，基板会多次受热，并受到各种化学物质的作用。例如，基板蚀刻后，应进行清洗、干燥和加热。在图形电镀过程中，电镀通常是热的。印刷绿油和logo文字后，PCB板要烘干或用UV灯加热。并且在用热风涂焊料的过程中，基板会受到很大的热冲击。上述所有这些过程都会导致 PCB 板翘曲。

PCB翘曲解决方法：

由于应力是导致基板翘曲的主要原因，因此很多PCB厂在使用覆铜板之前都会对板进行烘板，这被认为有利于减少PCB板的翘曲。烤板可以充分松弛基板的应力，从而减少PCB板生产中基板的变形。

大型PCB板厂通常使用大型烘箱来烘干板子。在投产前，一大叠覆铜板会被放入烘箱，在接近基板玻璃化转变温度的温度下烘烤数小时。

用烤好的覆铜板做的PCB板，翘曲变形小，合格率会高很多。对于一些小型PCB板厂，如果没有这么大的烘箱，可以先把基板切成小块再烘烤。在烘烤过程中，应将物体压在板上，以保持基板在应力松弛过程中的平衡。烘烤温度不宜过高或过低。

基板的位置

六、PCB翘曲修复

1、PCB板生产中及时的水平翘曲

PCB板生产过程中，挑出翘曲较大的板子，用滚压矫平机将翘曲矫平，然后进入下一道工序。许多PCB板制造商认为这种方法对于降低成品PCB板的翘曲是非常有效的。

2、PCB成品翘曲整平方法

对于翘曲明显，滚压杆无法整平的PCB成品板，有的工厂尝试将其放入压机（类似夹具）冷压数小时整平。但是这种方法不是很有效，因为找平效果不大，找平后的板容易回弹（即翘曲恢复）。

而有的工厂则是先将压机加热到一定温度，再用热压平整翘曲的PCB板，效果会比冷压好。但压力过大，线材会变形；温度过高会导致松香水变色。

无论是冷压整平还是热压整平，都需要较长时间（几小时到十几小时）才能见效，且整平后的PCB板翘曲回弹比例较高。这里想问问大家有没有更好的方法。

3、圆弧模热压整平法

根据高分子材料的力学性能，推荐采用热压流平法。下面介绍两种操作方法：

1）烘箱整平法

将PCB板的翘边面朝向圆弧模具的曲面，调整螺丝使PCB板向翘边的反方向轻微变形，然后将放有PCB板的圆弧模具放入烤箱，将温度加热到一定温度，烘烤一段时间。在加热条件下，基板的应力逐渐松弛，使变形的PCB板恢复到平坦状态。

但烘烤温度不宜过高，以免松香水变色或基材发黄。但温度也不宜过低，否则在低温下需要很长时间才能完全释放应力。

通常，基板的玻璃化转变温度可以作为烘烤的参考温度。也是树脂的相变点，此时聚合物链段可以重新排列，使基材应力充分松弛，流平效果明显。用圆弧模整平投资小。烘箱在PCB板厂都有。整平操作非常简单。而翘板数量比较多的话，多做几个圆弧模就可以了。另外一次可以把几个模具放进烤箱，烘烤时间比较短（大约几十分钟），整平效率比较高。

玻璃化转变温度

2）压缩拉平法

对于翘曲变形较小的PCB板，首先将其放入已加热到一定温度的烘箱中，该温度由基板的玻璃化转变温度决定。将板子烘烤一定时间后，取出几块板子夹入弧形模具中。然后调整螺丝，使木板向其翘曲的相反方向轻微变形。待板子冷却定型后，即可脱模，取出整平的PCB板。

另外最好提前做几次小试验，确定流平的烘烤温度和烘烤时间。烘烤时间长一些，基板烘烤好，整平效果好，PCB板翘曲回弹少。

弧模整平后PCB板翘曲回弹率低很多，PCB板颜色变化小。而且即使经过波峰焊，PCB板仍能保持平整状态。

七、总结

PCB翘曲对绝大部分PCB板厂都是一件令人头疼的事情，因为不仅会降低良品率还会影响交期。如果采用弧形模具进行热压整平，并采用合理合适的整平工艺，就可以将翘曲的PCB板完美整平，从而有效解决上述良率和交期问题。

审核编辑：汤梓红