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PCB覆铜板翘曲的产生及避免方法说明

  覆铜板的翘曲对于板使用质量影响极大。在印制板加工过程中,若翘曲度大,就会影响加工流水线的定位孔的精度,会因翘曲在丝网漏印中把网拽破,甚至翘曲过大,还不能通过流水线。在冲孔加工中也会带来麻烦。在整机组装过程中,由于印制电路板PCB翘曲大,会影响计算机控制的元器件的自动插装;会影响过波峰焊时和元器件腿焊后自动“砍头”时的质量。甚至由于翘曲度很大,会造成过波峰焊时“塌腰”严重,焊锡流入非铜循面,使整个带元器件的印制电路板报废。

覆铜板翘曲的原因

(1)静态翘曲与动态翘曲静态翘曲是指生产出的覆铜板的本身翘曲。动态翘曲是指覆铜板在加工印制电路板过程中,受热、受潮、受水影响以及在整机装配时通过波峰焊接过程中,受瞬时热冲击影响造成的翘曲。要创造出高质量、高水平的板,就要达到这些翘曲都小。从研究和解决两大翘曲出发还可以将这两大翘曲,分为以下几种情况,"+ “表示一般为正翘曲,”一"表示为负翘曲。静态翘曲是与增强材料、树脂配方以及板在制造各工艺过程中情况有关,静态翘曲尽量要小,因为这对于动态翘曲的减少有很大的好处,因此,对纸基覆铜箔板,生产后进行一次整平加工是十分必要的。

可以看出,一种覆铜板的动态翘曲包括四种不同的翘曲,而且翘曲方向不同。覆铜板从出厂到印制板加工后,中间经过多道工序。主要是板面清洁及干燥;涂抗蚀剂及干燥;蚀刻及清洗抗蚀剂;涂阻焊剂及干燥;印字符(正反面)及干燥;预热和冲孔,涂助焊剂及干燥等工艺过程。在这些过程中,由于板受冷、热和溶液、溶剂的冲洗、浸泡等外界因素的影响,产生伸缩率不同,应力各异的内部结构变化,造成板的各类翘曲。将印制板加工后进入整机生产过程,先是装插元器件,然后投入自动焊接(波峰焊)。在这个过程中板的翘曲度也在变化。上述各种加工过程印制板的翘曲方向并非向某一方向增大,而是板在不同加工过程向不同方向增大(或缩小)。动态翘曲的最理想的状态是在印制板制成后和波峰焊结束后,板的翘曲度接近零。

(2) 翘曲产生的原因覆铜板的翘曲原因是一个十分复杂的问题。总体来讲,有以下几方面。

①覆铜板是由铜箔、树脂、增强材料(有的板具有两种不同增强材料)组成的复合材料。它们的热传导、热膨胀系数、化学收缩率相差很大,在固化成型、受热、受潮的不同条件下,产生内应力,造成翘曲。

②单面覆铜板是一种非对称结构的材料,更引起内部存在的应力含水率不均匀造成异向性变形。

③在纸板中,增强材料的纵、横膨胀、收缩率不同,使板的横向翘曲大于纵向翘曲。

减少覆铜箔板翘曲应注意的问题

由于覆铜板翘曲问题比较复杂(特别是纯纸基板),影响因素是许多方面的。它包括增强材料、主树脂配方,树脂助剂,树脂的制造,半成品浸渍干燥、压制,后期处理以及产品的贮存包装等。主要有以下几方面。

①铜箔方面伸长率大小;铜锚的厚度;上胶铜锚的含胶量及胶粘剂配方。

②增强材料(主要指纸纤维) 纸浆类型;纸纤维α 纤维素含量;纸浆成分比;抄纸方式(长网或圆网);纸的幅宽厚度均匀程度;纸的吸水高度及均匀一致性;纸的抗张强度纵向与横向差;纸的热收缩、浸水后膨胀的纵横差异;纸的水分含量;纸的浸水膨胀,受热收缩的情况。

③树脂树脂的配方;树脂的增韧性(增塑性);树脂的固化交联特性;树脂的粘度与浸透性;二次树脂的疏水性;助剂的影响(包括阻燃性、增塑剂、固化剂、固化促进剂等; )树脂制造中的均匀性。

④半成品的浸溃、干燥工艺浸渍的程度、均匀性;挥发物、树脂含量的影响。
⑤压制工艺压机热板温度的一致性;压制升温与冷却的速度;配料的配置、搭配;各种半成品材料,钢板的纵、横方向的一致性;压制时热板内通热气的方向与板坯方向的所致;压制的温度、时间、压力;卸板温度;垫纸的厚度和使用次数;压制中流胶情况。

⑥板的后期处理包装;贮存条件;整平质量。

上述几方面的因素,要根据板的类型,树脂的配方结构,生产条件找出关键的主要因素,加以解决。同时,要认识到翘曲问题总是多种因素交叉在一起构成的,有时也需要“综合治理”。


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