探秘PCB翘曲:从材料选择到工艺优化

任乔林 2024-10-21 17:04:23

PCB电路板是电子产品的关键基础部件。PCB 翘曲是指电路板在生产过程中或者使用过程中,其平面发生了变形,不再保持平整的现象。这种变形通常表现为板面的局部或整体向上或向下弯曲。捷多邦小编与大家聊聊PCB翘曲对电路板的影响

PCB翘曲产生的原因是多方面的。在生产环节,主要因素包括:

1.材料因素:不同基板材料热膨胀系数各异,在电路板进行焊接等高温工艺时,若基板材料热膨胀系数不协调,易造成翘曲。比如铜箔和基板树脂热膨胀系数差异大,在温度变化时,二者膨胀和收缩程度不同,会产生内应力,进而引发 PCB 翘曲现象。

2.工艺因素:贴片和焊接工艺对 PCB 翘曲影响显著。在 SMT 贴片时,元器件贴装压力不均,或焊接温度分布不均,会让电路板局部受热或受力不均产生翘曲。例如波峰焊中,若锡炉温度控制不好使电路板局部过热,材料物理特性改变,就会导致翘曲变形。

PCB翘曲对电路板的影响

1.元器件安装与焊接方面:在元器件安装与焊接方面,PCB 翘曲影响显著。对于 QFP、BGA 等高精元器件,翘曲会使贴片机放置不准,造成引脚与焊盘对位有误,产生虚焊、短路。同时,板面不平在焊接时会使回流焊、波峰焊出现问题,降低焊接可靠性。

2.电气性能方面:在高速数字电路中,翘曲会改变信号线长度和间距。线路长度变化可能引起信号传输延迟差异,造成信号时序偏差;信号线间距减小会增加串扰风险,导致信号失真,影响电路性能。

3.机械性能和可靠性方面:装配时,翘曲的 PCB 难以与电子产品外壳内部固定结构契合,容易在装配过程中损坏。在使用过程中,翘曲的 PCB 承受的机械应力增大,受到震动、冲击等外力时,更容易发生断裂或元器件脱落等故障,降低电子产品的可靠性和使用寿命。

4.散热性能方面:许多电子元器件通过 PCB 散热。翘曲的 PCB 会破坏散热路径,使发热元件与 PCB 接触面积减小,热阻增大,导致热量无法及时散发,使元器件工作温度升高,影响其性能和寿命,还可能引发过热保护或元器件损坏,进而影响电子产品的稳定性。

PCB 翘曲是一个在电路板生产和使用过程中需要高度重视的问题,通过对材料和工艺的严格控制,可以有效减少翘曲现象的发生,保障电路板以及电子产品的性能和可靠性。

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