PCB设计指南：如何避免板翘，打造合格工程

PCB板翘，是让PCB设计工程师和PCB制造厂家都烦恼的难题。那么如何避免板翘，提高板子质量呢？

一、什么是PCB板翘？板翘的标准是？

板翘是行业的一个叫法，实际是指一张平整的PCB板发生了弯曲，也叫翘曲，严重点的翘曲有点像拱桥。

实际生产中，PCB不是100%平整的，多少有点弯曲。我们可以通过“翘曲度”来判断PCB的翘曲程度。

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按照IPC标准，需贴片的PCB翘曲度需≦0.75%，才是合格产品。即PCB翘曲度超过0.75%，就判断为板翘，不合格。不需要贴片(只含有插件元器件) PCB 板，对其平整度要求低些，翘曲度放宽至≦1.5%即可。

实际上，为满足高精度和高速度贴装的需求，部分厂商对PCB翘曲度的要求更加严格，有要求翘曲度≦0.5%，甚至有个别要求≦0.3%。

翘曲度怎么计算呢？翘曲度=翘曲高度/曲边长度

根据这个计算公式，我们一般会用以下两种方法检测PCB翘曲度：

第一种方法是目前常见的检测方法——大理石检测法。它直接采用大理石测量，因为大理石相对会比较平整(或者使用厚度≧5mm的玻璃板也行)。具体的测量操作是将PCB平放在大理石上，四个角着地，测量PCB中间拱起的高度和PCB的对角线长度，再用拱起的高度除以PCB对角线长度，即得PCB翘曲度。

第二种方法是最先进测量方法——光学检测法，使用的设备是平面度测量仪。它利用光干涉原理来测量PCB翘曲度，精度可以达到0.1mil(2.54μm)。

二、PCB板翘的危害有哪些？

翘曲度过大，除了影响贴片外，还会影响SMT贴片机整机的可靠性。

对于不用贴片的PCB板，板翘会导致板上的插件元器件pin脚很难剪平整，PCBA板自然也无法装到相应的机箱或机内的插座上，导致不良影响整机的可靠性。因此，装配厂很烦遇到板翘的情况。

对于需要贴片的PCB板，板翘不仅会影响贴片质量，还可能会损坏SMT设备。在自动化SMT产线上，PCB板若不平整会引起难刷或刷不上锡膏的情况，还会引起定位不准，导致元器件无法贴装到焊盘上，甚至会撞坏自动插装机。

三、板翘是怎么造成的？8大常见原因

板翘的原因很多，总体来讲主要分两个大方面，一是制造商引起的，二是设计端引起的。

制造商引起的板翘原因会比较多，常见的有以下4种：

1.开料完后没做焗板，或者焗板时间不够。

2.V-CUT太深，导致两边V割的地方翘。

3.板材TG值太低，板子容易软化，导致无法接受高温引起板翘。

4.板厚低于1.0mm，出货前冷压板翘工艺不成熟，导致板翘。

工程设计端常见引起板翘的原因也有如下4种：

1.电路板上的铺铜面面积不均匀，一边多一边少。线路稀疏的地方相对于密集的地方，表面拉力会更薄弱，导致过高温的时候出现板翘。

2.可能由于介质特殊或者阻抗关系，叠层结构不对称，导致板翘。

3.板子本身镂空位置太大且很多，过高温的时候也容易板翘。

4.板子的拼板数量太多且拼板间距镂空，尤其是长方形的板子，也容易板翘。

四、避免板翘，PCB设计工程师应该这样做！

根据华秋客户的反馈，在设计端改善或避免板翘的常见方法有以下几种：

方法1：板内铺铜，增加板子表面的张力

当板子长度超过80mm以上，且板内没铺铜，同时板子偏薄(板厚低于1.0mm以下)，这种会引起板翘。(这里讲的是FR4材料)

板子没铺铜前

编者建议是：在不影响功能的情况下，在板内铺铜，增加板子表面的张力，如果板内不能铺铜，又不能加板厚那只能采取压板翘。(资料是作者随意画的，仅供参考)

板子铺铜后

方法2：镂空区域铺铜并加工艺边，工艺边做铺铜

当板子有太多镂空位置，且板子过大时，过回流焊就会很容易弯曲。

镂空处没铺铜前

编者建议是：在镂空区域铺铜，减少板翘;另外板内在不影响功能的情况下，也做铺铜;最后建议是加工艺边，工艺边做铺铜。

镂空处铺铜后

方法3：芯板和PP片采用同品牌

多层板的芯板和PP片需要采用同品牌，不然会板翘。

比如6层板pp片不对称：2-3芯板的pp片薄，4-5的芯板pp片厚，这样压出来就会板翘。因此芯板和PP片都要用同品牌，保证厚度一样，保证多层板PP片对称。

五、翘曲PCB板的处理方法

由于各方原因，如设计不合理、防翘曲的工艺措施不落实等，最终PCB板就是出现了翘曲，该怎么办呢？

制造商可以将不合格的板子放到烘箱内，在150摄氏度及重压下烘 3～6 小时，并在重压下自然冷却;然后卸压把板子取出，再作平整度检查，这样可挽救部分板子。有的板子需作二到三次的烘压才能整平。若经过多次烘压，板子还是翘曲那就只能报废。

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