PCB板翘曲产生原因的分析
PCB板翘曲的产生有很多种原因。按照4M1E的分析方法。各个方面都有产生PCB翘曲的可能性。一般而言有以下这些方面都有可能影响PCB的翘曲。
人,员工不正确的Handling,错误的放板方式可能会引起PCB翘曲。
机,压力系统故障,温度循环系统故障,造成压力不够、过大或者升降温速率超出设定值都有可能引起PCB翘曲。
料,原材料玻璃丝布搭配不合理,材料吸潮均有可能为使PCB翘曲的原因。
法,电镀不合适夹具,错误的磨板速度以及不正确的磨板方向都有可能产生PCB翘曲。
环境,不合理的环境温湿度控制也有可能是翘曲的影响因素。
除了上面可能的翘曲影响因素之外。PCB板的设计也是一个主要的翘曲产生因素。不对称的叠构。不对称得图形。Dummy盘的形状和分布。半固化片增强材料的选择等等也是非常重要的翘曲影响因素。
具体到该款的PCB上面,我们对比同周期普通PCB和雷达PCB的翘曲数值。我们发现两者的差异明显。生产时间和设备相同,人员差异不明显,环境无明显区别。所以我们将翘曲的可能原因放在了产品的设计上面。
通过评估两种产品的设计和叠构,我们发现。普通的PCB使用的是同一种FR4环氧树脂材料。板子两边结构对称。残铜率相当。而雷达PCB的设计则有明显的区别。雷达用PCB的设计使用不同的材料的非对称叠构设计。板子的顶面和底面分别承担不同的功能。一面是天线面,用来接受雷达信号,一面是数字处理面。主要是用来处理信号。两面使用了不同的原材料。数字处理面是FR4环氧树脂材料,天线面是Rogers高频材料。虽然在当初设计PCB是已经考虑到了材料的差异。并且尽可能的挑选了热膨胀系数相近的材料搭配。但还是无法和普通PCB一样做到材料完全一致。另外,由于雷达PCB两面有明显的功能差异,所以,底面和顶面的线路图形有很大的差异,残铜率明显不同。
所以,针对以上设计的特点。我们将改善点放在了优化产品叠构设计。尽可能的平衡残铜,减少PCB翘曲这个思路上。由于这种混合设计虽然有PCB翘曲的问题,但是这种设计有明显的成本优势,且能使产品功能结构简单、性能稳定而倍受客户欢迎。整个PCB的混合材料设计不能变更。要做的工作就是在现有设计基层上进行优化并满足生产的要求。所以后面的改善还是以现有设计为基础。