很多 PCB 厂都遇到过:层压完的板子,放一会儿就翘起来了,尤其是薄型板和高频板,翘曲现象更严重。翘曲的板子没法进行后续的贴片、插件,只能报废。有人说这是基材质量差,其实主要是层压过程中产生的内应力没消除。今天就跟大家聊聊,怎么化解层压内应力,让 PCB 平整如镜。
- 材料热膨胀系数不匹配:铜箔和基材的热膨胀系数不一样,层压时高温加热,冷却后收缩率不同,就会产生内应力;
- 工艺参数不合理:升温太快、降温太急、压力太大,都会让板材内部产生应力;
- 堆叠结构不对称:比如一面用 1oz 铜箔,一面用 2oz 铜箔,层压后收缩不均,必然翘曲。
这是从根源上减少内应力的方法!捷配的设计原则是堆叠结构完全对称,比如四层板,两面都用 1oz 铜箔,中间两层的 PP 片型号和张数一致;六层板的铜箔厚度、PP 片分布也要左右对称。
举个例子:之前有个客户做四层板,一面用 1oz 铜箔,一面用 2oz 铜箔,层压后翘曲度达 0.8%,远超 IPC 标准的 0.5%。我们帮他改成两面都是 1.5oz 铜箔,对称堆叠,翘曲度直接降到 0.2%,完美解决问题。
温度变化太快是产生内应力的主要原因!捷配的温控秘诀是慢升温 + 慢降温,具体步骤如下:
- 升温阶段:速度控制在 2℃/ 分钟,避免树脂瞬间融化导致的应力集中;
- 保温阶段:120℃保温 15 分钟,让树脂充分流动,释放部分应力;
- 降温阶段:固化完成后,不要立即取出板子,而是让层压机自然降温到 60℃以下,再取出来,这样能大大减少冷却过程中产生的内应力。
层压后树脂没有完全固化,还残留着部分内应力,后固化就是让树脂完全固化,释放残留应力的关键步骤。
捷配的后固化标准流程:150℃恒温固化 4 小时。后固化炉要均匀送风,确保每块板子的温度一致;固化后自然冷却到室温,不要用水冷或风冷,避免温度骤变产生新的应力。经过后固化的板子,内应力能释放 80% 以上,翘曲度大幅降低。
根据 IPC-6012 标准,PCB 的翘曲度要求是:板厚≤1.6mm 时,翘曲度≤0.5%;板厚>1.6mm 时,翘曲度≤0.3%。捷配的检测方法是:把板子放在平整的台面上,用塞尺测量翘起的高度,计算翘曲度(翘曲度 = 翘起高度 / 板子长度 ×100%),不合格的板子会进行矫正处理。
PCB 层压翘曲,核心是内应力没消除。解决这个问题,要从堆叠设计、工艺参数、后固化三个方面入手,做到对称堆叠、缓慢升降温、充分后固化。其实这都是 PCB 生产中的基础工艺,只要把控好细节,就能生产出平整的 PCB。捷配在层压翘曲管控上有丰富的经验,如果你也遇到翘曲问题,不妨试试这三个技巧。