CN114258198A - 一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路板加工技术领域，具体涉及一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法。采用如下技术方案：当不同层残铜率差值大于设定阀值时，在残铜率差异大的范围选取不影响功能的区域进行布孔，并在残铜率较少的层中，向对应的孔位设置焊盘，使残铜率差值小于所设定的阀值。本发明的优点在于：通过在残铜率差异大的线路板不影响区域进行布孔，并在残铜率较低的层的对应孔上设置焊盘，在不影响电路板件结构可靠性且不增加大铜面铺铜的前提下，有效减少了多层电路板在过回流焊时电路板板件的变形量，有效提高电路板的平整度。
Description
技术领域
本发明涉及电路板加工技术领域，具体涉及一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法。
背景技术
在自动化表面贴装线上，电路板若不平整，会引起定位不准，元器件无法插装或贴装到板子的孔和表面贴装焊盘上，导致装上元器件的电路板焊接后发生弯曲，甚至会造成元件空焊、立碑、组装时强行拉平导致焊点产生裂纹等情况，从而给电子设备可靠性和整机组装和安装工作带来影响；同时表面贴装技术正趋向于高精度、高速度和智能化的方向发展，这对PCB板的平整度提出了更高的要求。在IPC标准中，带表面贴装器件的PCB板允许的最大变形量，即翘曲度为0.75%，没有表面贴装的PCB板允许的最大变形量为1.5%。而在实际生产过程中，为满足高精度和高速度贴装的需求，大多数电子装配厂家对变形量的要求更加严格，通常允许的最大变形量为0.70%~0.75%，BGA板要求变形量小于0.5%，部分工厂甚至要求小于0.3%。
PCB板由铜箔、树脂、玻璃布等材料组成，各材料的物理性能和化学性能均不相同，压合在一起后必然会产生热应力残留导致变形。同时在PCB板的加工过程中，会经过高温、机械切削、湿处理等流程，也会对板件变形产生影响。对于没有表面贴装的PCB板，可以使用压板翘烤箱或立式烤箱烤板来消除PCB板生产过程中产生的应力，使之符合IPC标准中PCB板允许的最大变形量的要求。但是对于因线路设计不均匀产生的应力难以消除，且对双面贴装来说，由于经历多次高温流程，板件吸热和散热速度各向不均匀造成的热应力也会进一步放大翘曲度。
本申请针对已设计完成的多层PCB板且不同线路板层的铺铜面积不均匀（不同线路板层的线路图形不均衡或PCB板两面线路板层明显不对称，或其中一面存在较大面积铜皮），且不允许增加大铜面铺铜的情况，提供一种可大大减少板件翘曲的多层电路板加工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，以解决上述所提出的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，包括如下步骤：
S01、判断，先根据多层电路板的线路设计图计算各层线路板的残铜率，再对各层线路板的残铜率两两计算残铜率差值，当得到的残铜率差值存在大于设定阀值时，则判断该多层电路板在过回流焊时板件容易翘曲变形，并按以下步骤进行加工。
S02、布孔，对于不同层残铜率差值大于设定阀值的一组或多组线路板的层，选取其中残铜率差异大的范围，并在该范围中不影响功能的位置处进行布孔。
S03、添加焊盘，在步骤S02中，在残铜率低的层中，向所布的孔上添加对应的焊盘，从而增大该层线路板的残铜率，使其与其他层的残铜率的差值减小至设定阀值以下。
具体的，步骤S02中，布孔的孔径选取所在线路板的最小孔径。
具体的，步骤S02中，布孔的孔径与孔距的比例为1：8~10。
具体的，步骤S03中添加的焊盘大小根据所布的孔的孔径按照一般设计规范进行计算。
本发明的优点在于：通过在残铜率差异大的线路板不影响区域进行布孔，并在残铜率较低的层的对应孔上设置焊盘，在不影响电路板件结构可靠性且不增加大铜面铺铜的前提下，有效减少了多层电路板在过回流焊时电路板板件的变形量，有效提高电路板的平整度。
具体实施方式
实施例1，一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，包括如下步骤：
S01、判断，先根据多层电路板的线路设计图计算各层线路板的残铜率，再对各层线路板的残铜率两两计算残铜率差值，当得到的残铜率差值存在大于设定阀值时，则判断该多层电路板在过回流焊时板件容易翘曲变形，并按以下步骤进行加工；其中残铜率差值设定的阀值为40%。
S02、布孔，对于不同层残铜率差值大于设定阀值的一组或多组线路板的层，选取其中残铜率差异大的范围，并在该范围中不影响功能的位置处进行布孔；布孔的孔径选取所在线路板的最小孔径，布孔的孔径与孔距的比例为1：8~10，优选为1：9。
S03、添加焊盘，在步骤S02中，在残铜率低的层中，向所布的孔上添加对应的焊盘，添加的焊盘大小根据所布的孔的孔径按照一般设计规范进行计算，从而增大该层线路板的残铜率，使其与其他层的残铜率的差值减小至40%以下。
本实施例还以某四层电路板为例进行实验，该电路板内层第二层残铜率为15%，内层第三层的残铜率为77%，残铜率差值为62%，超出设定的阀值，且该电路板不允许增设铺铜；采用本方法，在残铜率差异最为明显的大片空旷区域进行布孔，孔径大小按照内层第二层的最小孔径，孔径与孔距的比例为1：9，并在残铜率低的第二层中，向对应的孔上增加焊盘，改进后内层残铜率为38%，与内层第三层残铜率的差值为39%。再分别将原设计电路板和通过本方法改进后的电路板进行加工并测试，具体如下：
1）分别将原设计电路板和改进后电路板按照正常流程加工，各制作9片样板。
2）压烤后测试各样板的翘曲度，均符合IPC标准。
3）分别将两种样板进行两次回流焊。
4）测量压烤前、压烤后、过第一次回流焊以及过第二次回流焊后的翘曲度并记录下来，得到如下表格。
根据以上表格可以看出，按照原设计电路板制作的样板中，过第一次回流焊后9个样板中有2个不符合IPC标准，另外还有两个超过了0.5%，过第二次回流焊后有3个不符合IPC标准，另外还有3个超过0.5%；而按照本方法改进后的电路板样板中，过第一次、第二次回流焊后，翘曲度均符合IPC标准，且全部小于0.5%。可见，本方法能有效减少多层电路板板件翘曲，提高电路板的平整度，加工出来的电路板可适应各种高精度、高速度和智能化的装配加工。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01、判断，先根据多层电路板的线路设计图计算各层线路板的残铜率，再对各层线路板的残铜率两两计算残铜率差值，当得到的残铜率差值存在大于设定阀值时，则判断该多层电路板在过回流焊时板件容易翘曲变形，并按以下步骤进行加工；
S02、布孔，对于不同层残铜率差值大于设定阀值的一组或多组线路板的层，选取其中残铜率差异大的范围，并在该范围中不影响功能的位置处进行布孔；
S03、添加焊盘，在步骤S02中，在残铜率低的层中，向所布的孔上添加对应的焊盘，从而增大该层线路板的残铜率，使其与其他层的残铜率的差值减小至设定阀值以下。
2.根据权利要求1所述的一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，其特征在于：所述步骤S02中，布孔的孔径选取所在线路板的最小孔径。
3.根据权利要求1所述的一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，其特征在于：所述步骤S02中，布孔的孔径与孔距的比例为1：8~10。
4.根据权利要求1所述的一种减少板件翘曲的多层电路板加工方法，其特征在于：所述步骤S03中添加的焊盘大小根据所布的孔的孔径按照一般设计规范进行计算。
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