PCB(印刷电路板)在电子制造领域中扮演着至关重要的角色,而PCB爆板(板翘)是电子行业常见的问题之一,其原因是多方面的,包括设计、材料选择、工艺过程控制、环境因素等。本文就PCB爆板的成因进行深入分析,并提出相应的解决方法。
材料选择是PCB爆板问题中的首要因素。传统的基材主要使用环氧树脂作为粘合剂,但在无铅制程的高温条件下,为了提高材料的耐热性,会添加填料到基材中,如特殊粘合剂和高FR-4材料等。这些改进能够增加板材的耐热性,但是α2-CTE(热膨胀系数)仍然是影响爆板的主要因素。添加填料可以降低α2-CTE,从而提高板材的耐热性。
在PCB的生产制程中,多个环节都可能对爆板产生影响。例如,内层铜面的氧化处理对于增强树脂与铜面的附着力至关重要,任何不良处理,比如粉红圈现象,都可能导致爆板。压合过程需要根据不同的板材树脂成分进行调整,确保在升温与加压过程中树脂能充分聚合,并在完成后进行高温后烤以消除应力。工程设计中,铆钉孔的布局与成型线的距离需大于15mm,并考虑钻导气孔以防止固定点爆板。钻孔和V-CUT等机械应力在无铅材料中也可能会导致板材变脆和吸湿问题。无铅热风整平工艺中的高温会影响板材,需控制返工以减少爆板风险。此外,产品的储存条件,包括温度和湿度,也是爆板问题的关键影响因素。高温高湿环境下,水汽蒸发会导致PCB膨胀,从而引起爆板。
解决方法包括在选择材料时应仔细考虑材料的热性能;在生产过程中,通过优化工艺参数和调整设备设置以减少对板材的机械应力;在设计上采取预防措施,比如适当增加铆钉孔与成型线的距离,钻导气孔等。同时,对于无铅焊锡的使用和热风整平工艺中产生的热量问题,需要通过工艺优化来控制。在存储和运输过程中,应避免高温高湿环境,必要时进行烘烤处理以排除水分和应力。
此外,SMT工厂的回焊炉管控也是防止爆板的关键环节,这需要工厂严格控制回焊炉的温度曲线,避免异常的温度波动。
避免PCB爆板需要从多个层面进行综合治理。在材料选择上,关注材料的热性能和耐热性;在生产过程中优化工艺参数和设备设置,减少机械应力;在设计上采取相应的预防措施;同时加强存储和运输环境的控制;严格控制SMT工厂的回焊炉管控。只有这样,才能最大限度地减少PCB爆板的风险,保证产品质量的稳定性。