在PCBA制造过程中,PCB翘曲问题屡见不鲜。有些板子在常温下外观看似正常,但一进入回流焊高温区,就开始出现局部翘起,导致贴装精度下降、焊点异常,甚至引发批量不良。很多人第一反应是怀疑板材TG不够、PCB厚度偏薄,或回流焊曲线设置不当,但在大量实际案例中,真正被忽视的关键因素,往往是PCB铜分布不均。
你是否遇到过以下问题?
如果你遇到的是**“局部翘曲 + 高温后放大”**的情况,问题很可能并不在工艺末端。
解决思路:从铜分布重新理解PCB翘曲成因
PCB在回流焊过程中,会经历快速升温与降温。在这一过程中,铜箔、树脂和玻纤的热膨胀系数并不一致,一旦铜分布失衡,内部热应力就会在高温阶段集中释放,最终表现为翘曲。
1. 单面或局部铜面积过大,引发热应力集中
当PCB某一区域铺铜密集,而相邻区域铜面积明显较少时,升温过程中各区域膨胀速度不同,内部应力随之累积。在回流焊峰值温度阶段,这种应力会以局部翘曲的形式释放出来。这种翘曲往往不是整体弯曲,而是“拱起”“扭曲”或局部翘边,对SMT贴装影响尤为明显。
2. 多层板内外层铜分布不对称
在多层PCB中,如果内层与外层铜分布差异较大,层间热应力会在反复加热过程中不断叠加。即使板材TG等级达标,也难以抵消这种结构性应力失衡。这也是为什么有些多层板在第一次回流尚可接受,第二次或第三次回流后翘曲明显加重。
3. 拼板结构放大铜分布不均的影响
在拼板状态下,单板之间的铜分布差异会相互叠加。如果拼板中单板方向不统一,或铜面集中在拼板某一侧,整板在高温区的变形趋势会被进一步放大。这种情况下,即便单板设计本身“勉强可用”,在拼板生产时也极易失控。
4. 工艺手段只能缓解,无法根治结构问题
通过降低升温速率、延长恒温区时间,确实可以在一定程度上缓解翘曲问题。但如果铜分布本身严重失衡,这类工艺调整只能“止疼”,并不能从根本上消除风险。在一些项目中,必须通过设计端调整铺铜策略、增加平衡铜或优化层叠结构,才能真正解决问题。
总结
PCB局部翘曲并非偶发,也不只是板材或回流焊参数问题。在高温工艺条件下,铜分布不均是导致热应力失衡和翘曲放大的核心原因之一。只有在设计阶段就重视铜面平衡,并在制造与装配过程中进行协同控制,才能从源头降低PCB翘曲对SMT和PCBA品质的影响。