PCB表面粗糙度标准
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概述
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- PCB（印刷电路板）表面粗糙度是一个重要的质量指标。合适的表面粗糙度对于后续的元器件贴装、焊接等工艺有着关键的影响。它会影响焊料在 PCB 表面的润湿性能，进而影响焊接质量。
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行业标准
- 在 IPC - A - 600 标准（印制板的验收标准）中，对 PCB 表面粗糙度有相关的规定。它提供了不同等级的表面粗糙度验收标准，用于评估 PCB 表面的质量。一般来说，表面粗糙度的测量值通常在微米（μm）级别。
- 例如，对于一般的 FR - 4（一种常用的 PCB 基板材料）电路板，表面粗糙度（Ra 值，算术平均粗糙度）通常要求在 0.8 - 1.5μm 之间。这个范围有助于保证良好的焊接质量，因为在这个粗糙度范围内，焊料能够较好地润湿 PCB 表面，形成可靠的焊点。
- 对于一些高性能、高可靠性要求的 PCB，如用于航空航天、军事等领域的电路板，表面粗糙度的控制更加严格。其 Ra 值可能要求在 0.2 - 0.8μm 之间，以确保在极端环境条件下（如温度变化大、振动等）焊点的长期可靠性。
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测量方法与仪器
- 常用的测量 PCB 表面粗糙度的仪器是轮廓仪。它通过触针在 PCB 表面划过，记录表面轮廓的起伏变化，然后根据数学模型计算出表面粗糙度参数，如 Ra、Rz（微观不平度十点高度）等。
- 在测量时，需要按照标准的测量程序进行操作。一般要在 PCB 表面选取多个测量点，以确保测量结果的代表性。例如，对于大面积的 PCB 板，通常会在板的中心、边缘以及不同的功能区域选取至少 5 - 10 个测量点，然后对这些测量点的数据进行统计分析，得到最终的表面粗糙度评估结果。
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粗糙度对工艺的影响
- 焊接工艺：如果表面粗糙度太小，比如 Ra 值小于 0.2μm，焊料可能无法很好地附着在 PCB 表面，容易出现虚焊现象。而如果粗糙度太大，超过 3μm 左右，可能会导致焊料过多地填充在粗糙表面的凹陷处，形成锡珠等焊接缺陷。
- 元器件贴装：合适的表面粗糙度有助于提高元器件与 PCB 之间的附着力。对于一些微小的元器件，如 0201（英制表示法，长 0.02 英寸、宽 0.01 英寸的贴片元器件）或更小的芯片，表面粗糙度不合适可能会影响其贴装精度和长期稳定性。例如，当表面粗糙度不符合标准时，在运输或使用过程中，元器件可能因为与 PCB 表面的附着力不足而出现移位的情况。
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