解决PCB翘曲问题的有效措施
如今，电子产品要求小型化、高精度化，元件小型化已成为必然的发展趋势。当小型化组件准备好组装在大面积 PCB 上时，必须对电路板的平滑度提出更高的要求。自然而然地，如何降低PCB的翘曲程度成为PCB厂商的一个重要课题。
根据 IPC-600 确认的制造规定，准备通过 SMT 组装的 PCB 的翘曲最多要求为 0.75%。然而，当涉及到大面积电路板上的小组件组装时，这种规定就不起作用了。一般来说，为满足大面积PCB板上小型化元器件组装的需求，PCB翘曲应降低到0.5%以下。
翘曲分析
本文这部分将首先以尺寸为 248mm±0.25x162.2±0.20 的 8 层 PCB 样本来分析翘曲问题。该板的翘曲度要求为0.5%，但第一批生产后的实际翘曲度在2.5%到3.2%之间。
8层PCB的层结构如下图所示。
各层残铜率如下图所示。
综合以上分析，该样板的突出特点是各层铜分布不均。此外，铜相对较厚。从而引起电路板翘曲。
解决 PCB 翘曲问题
• 方案#1
平衡板层间铜渣的主要方法是在板坯中加注铜。
为了减少板材的变形应力，采用旋转拼板的方法来缩小板材尺寸是一个不错的想法。对于此示例 PCB，面板尺寸应从 610mmx520mm 修改为 610mmx356mm。前者的面板阵列为3x2，后者的面板阵列为2x2。
由于上述改善措施，铜渣率如下图3所示。经过这样的修改，翘曲度在2.0%到2.9%的范围内得到了明显的改善，但与0.5%的要求相差甚远。
•方案#2
在方案#1 的基础上，增加了电路板刚度。经过这样的修改，PCB板的层结构如下图所示。
该方案的实施使得PCB翘曲在2.0%到2.9%的范围内。显然，该方案不适用于翘曲问题的解决，表明翘曲和板刚度之间几乎没有相关性。我们需要继续优化Scheme#1，即寻找更多的铜渣平衡方法。
•方案#3
根据方案#1，第 2 层和第 6 层应相互交换。应用Scheme#3后每层PCB的铜残留率如下图5所示。
按照Scheme#3，PCB翘曲保持在0.5%以内，经过两次回流焊后仍然保持在0.5%，符合需求。此外，300件的试产验证了该方案的可靠性。因此，Scheme#3 在所有方案中表现最好。
根据以上实验，由于所有介电层之间的分布是均匀的，铜的分布不均匀会导致PCB翘曲。通过平衡PCB板各层残铜，板翘曲从2.5%~3.2%降低到0.5%以内，说明PCB翘曲问题的核心解决方案在于介电层与铜之间的残铜平衡。层。因此，就组装过程中的翘曲问题而言，应通过元件布局、热分布和组装分布来实现均衡，从而在保证产品质量的情况下减少板翘曲。
有用的资源
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工业技术