浅谈印刷电路板中板翘曲，拱曲，扭曲和下垂

什么是板翘曲，拱曲，扭曲和下垂？

电路板翘曲是印刷电路板（PCB）几何形状的意外变化。 电路板翘曲是用于描述更改的PCB形状的通用术语，与形状本身（弓形，扭曲等）无关。 处理翘曲板的主要挑战之一是过渡可能是焊接周期的一部分。 因此，在焊接时，先前的形状可能不会直接与PCB的形状相关。

典型的PCB变形形状

根本原因：

电路板设计：层数不平衡/光纤未对准

在多层板中，将铜的面积和重量均匀地分布在理论中心线（“中性轴”）上，以使翘曲最小化

弯曲变形通常是纤维层彼此不垂直的结果。

热膨胀/热

最常见的PCB基于多层编织的玻璃纤维布和环氧树脂的层压板。 这些层压材料具有所谓的粘弹性材料性能。 这意味着诸如弹性和热膨胀之类的特性会在一定温度（称为玻璃化转变温度（Tg））以上急剧变化。 焊接PCB组件时，层压板将暴露在高于玻璃化转变温度的温度下。 即使环氧树脂将尝试在所有方向上扩展，机械设备（平板通孔（PTH）和过孔）仍会起到增强作用，并会限制均匀扩展。 结果可能是某种程度的波动，下垂或弯曲。

组件重量，屏蔽层或散热器

组件可能直接影响PCB的平坦度。 如果PCB包含沉重的散热器，则散热器的热特性会导致区域变凉并限制局部膨胀。 物理上较重的组件或电路板特征可能会直接将重量施加到最薄弱的区域（通常是无支撑的中心），并在过渡阶段引起下垂。 用来限制电路板移动的屏蔽或任何机械设备可能会导致膨胀不均，从而导致共面性出现负面变化。

设计特征可能会翘曲的示例：

克服板翘曲

减轻翘曲的旧标准是使用托盘或固定装置。 优点是板子固定在四个边缘上，因此在所有侧面都得到支撑。 托盘的使用还有利于机械功能，以在薄弱区域支撑板。 使用托盘的主要问题是在高混合环境下的成本增加和灵活性降低。

为了减轻翘曲，当前最常用的机器功能是在水平和垂直平面上进行侧面夹紧。 这种系统的功能受到限制，原因是在大多数情况下仅将板卡固定并夹在3mm的两个边缘（不是四个）上。

电路板翘曲校正的有效解决方案

大多数情况下，PCB更改的实际形状是不可重复的。 电路板更换主要发生在预热周期中，但由于焊接特定组件需要局部加热，因此也作为选择性焊接过程的一部分。 为了充分处理这些因素，必须使用闭环实时检测和校正系统。 在任何热循环之前对电路板拓扑进行映射都会产生不一致的结果。

通过增加一些监视点，Pillarhouse系统可以测量板高的任何变化（XY和theta已经通过基准校正）并进行相应调整。 所有要做的就是选中任何需要校正的关节旁边的复选框，机器自动将翘曲点连接到程序库中的关节。 该系统具有遵循复杂轮廓的能力，这些轮廓在方向和形状上完全不同。
编辑：hfy