PCB warpage introduction

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PCB板翘曲度测量和计算方法
扭曲twist的测量和计算步骤：
1.将PCB板放在基准平面上，让三个角与平面接触，用足够的力压PCB板以
保证三个角与基准平台面接触，测量翘起的角到基准面距离为R1
2.用千分尺测试PCB板厚为R2 3.测得该角对应的对角线的长度为D (对非长方形测量角到对角长度)
4.扭曲的PCB板翘曲度为=(R1-R2)/2D*100%
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PCB板翘曲度分类
PCB板的翘曲分为弓曲与扭曲（即俗称的边翘与角翘）。 弓曲 bow：板以圆柱形状或球面曲线状偏离平面， 即如果板式长方形的则它只有四角在同一平面上（即边翘）。 扭曲twist：平行于长方形对角线的板材变形， 即一个角与其它三个角不再同一平面上（即角翘）
弓曲 bow 扭曲twist
1.多层板都是偶数层的,平衡板厚 2.层与层之间都对应相同厚度(介质层 ，铜厚，绿油厚度等) 3.Top面与Bot面孔数量需接近 4.所有的层材料选用同一供应商来料（ 热膨胀系数相同） 以上为客户设计PCB时需注意的，PIC无法了解知晓
一面又大面积铜，另一面则需 要相应的增加铜面积
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PCB板翘曲原因----客户设计
对角线长度 =Sqrt(240*240+76.3*76.3) =251.8mm
弓曲板翘曲度为=(R1-R2)/W*100% =3/76.3*100%= 3.93% 扭曲板翘曲度为=(R1-R2)/D*100% =5/251.8*100%=1.99%
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PCB板翘曲原因----与夹具不匹配
PCB定位孔与夹具Fixture不匹配：7Biblioteka PCB板翘曲度测量和计算方法
PCB板弓曲与扭曲的翘曲度测量和计算方法不一样的，以下为详细步骤：
弓曲 bow的测量和计算步骤：
1.将PCB板放在基准平面上，使凸面向上，对每一条边，要用最够的力压 住两个角以保证他们和基准面接触，用千分尺或者塞尺测出垂直方向的最 大读数为R1 （四条边都需要测量） 2.用千分尺测试PCB板厚为R2 3.使用足够的力压PCB板使所有的边都与基准面接触，测得边的长度为L 4.弓曲的PCB板翘曲度为=(R1-R2)/L*100% 5.相应的测量其余三边的翘曲度，备注：若短边长度为W，则短边的翘曲 度为=(R1-R2)/W*100% 6.测量翘曲度需要测量两面，所以严格来说还需要翻转PCB测量凹面向上 的翘曲度。
当PCB定位孔距过大，则板中心向上弓曲。 当PCB定位孔距过小，则无法上Fixture，无法印刷锡膏。 此类翘曲大多因为客户的Fixture定位距离已经定型，而又没有注明定位孔 的公差，由于定位孔加工工艺的不同，对孔距影响较大从而造成翘曲。
处理方法：通知客户并更改夹具
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PCB板翘曲原因----PCBA rework
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PCB板翘曲度标准
在客户没有特殊要求的情况下，PCB在以下标准中规定PCB板的弓曲和扭 曲，通孔板不应该超过1.5%，表面贴装印制板不应该超过0.75%。 IPC-6012 IPC-A-600 IPC-2221 <刚性印制板的鉴定与性能规范> 3.4.3 < 印制板可接受性> 2.11 <印制板通用设计标准> 5.2.4
v
Reject 拒收 Approved By 批核: Lu Jun Qiang
備注 :
22
Thank you
Thank you
处理方法：调整返工条件并减少返工次数，并将问题反馈给客户
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PCB板翘曲原因----库存方式
PCB库存方式造成翘曲：
由于PCB存放中会吸湿会加大翘曲，单面板的吸湿会格外严重，所以对于 没有防潮包装的PCB要注意存储条件，尽量减少湿度和避免裸板储存以减 少翘曲。 PCB出货包装中应隔有硬木板，否则容易造成变形。
PCB翘曲度介绍
Oct, 2014
前言
翘曲度（Warpage or warp or Bow & Twist ），用于表述平面在空间中的弯 曲程度。绝对平面的翘曲度为0。常用的翘曲度单位有：毫米，微米等。
印制板若不平整，会引起定位不准，元器件无法插装到板子的孔和表面贴
装焊盘上，甚至会撞坏自动插装机。只有保证PCB在PCBA的过程中有很 高的平整度才能保证SMT过程中（钢网印刷、贴片、焊接）的品质。
PCB线路设计造成翘曲：
PCB导线图形存在明显的不对称，比如一面存在大面积铜皮，一面盲孔过 多，层与层厚度不对称等会形成较大的应力，使PCB翘曲。
以上为客户设计PCB时需注意的，PIC无法了解知晓
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PCB板翘曲原因----PCB 物料问题
PCB物料问题造成翘曲：
1.PCB厂选材不当，选用的树脂材料抗弯曲能力不够，容易产生翘曲。（ 应选用高Tg，low CTE并且吸水率低树脂材料）
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PCB板翘曲原因----PCB制作中经纬向问题
PCB在制作过程中经纬向错乱导致翘曲： 1.PCB是由PP叠构而成，PP是有径向与纬向之分，其中经向的 纱是连续的，有张力支持，纬向的纱是断的，不需张力支持 ，另外径向与纬向的纱密度也不同，因此径向与纬向残留的 应力是不同的，径向与纬向交错时易产生扭曲。
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PCB板翘曲改善----翘曲度返工
PCB板翘曲度超规格返工流程：
1.PCB对翘曲不合格的板子挑出放到烘箱内，在150C的重压下 烘板3~6hrs，并自然冷却，然后再次检测翘曲，有时候需 2~3次烘压才可以将板子整平。
压力：0~10kg/cm2. 时间：整平+热压+冷压
板与板之间必须隔白纸/铝片
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PCB板翘曲度测量工具
PCB板翘曲度测量工具包含以下：
1.大理石平台（或者标准的精密平面） 2.测试工具：塞尺、塞规或红外线测试仪，测高仪、板翘测试仪，千分尺 3.适当精度的直尺
大理石平台
板翘测试仪
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PCB板翘曲度测量工具
测高仪
测试前置零
测量读数
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PCB板翘曲度测量工具
红外线测试仪
图中PCB是弓曲、还是扭曲 ？
J10A456AV100
X C=0
AQL Level/AQL级别:
Critical 關鍵缺陷:
Item 項 目 Description 描 述 10.Function 功能 Electrical Test 電試驗 11.Cosmetic 外觀 Visual Inspection 目檢 Warp and Twist 板曲 12.Others 其它 G/F bevel depth 金手指斜边深度 G/F bevel angle 金手指斜边角度 Disposition Checked By Remarks 評定 : 檢驗員: Accept Qin Yue Xian Date Code : 5003 接受
2.PCB制作过程中是否有释放应力，下料前没有烘板，层压后未烘板，层 压温度过高或者升温速度过快，热处理后没有自然冷却足够时间，比如有 的PCB热风整平后用水洗冷却，虽然外观很漂亮但是容易产品翘曲、分层 等问题。
PCB层压升温速度过快，层压后未烘板导致下工序制作中翘曲严重
处理方法：影响贴装的PCB需退货处理并通知客户
PCBA rework导致翘曲：
当PCBA rework 再焊过程中，由于贴装温度高于PCB的Tg温度，PCB硬性 会受到高温而降低，同时由于客户Fixture设计以及单面贴装，再贴第一面 的rework过程中，板子会出现单元悬空状态，导致焊接过程PCB单元向下 拱曲，致使第二面贴装、焊接无法进行。
Description in IPC-A-600 Acceptable - Class 1, 2, 3 • For printed boards using surface mount components, the bow and twist shall be 0.75% or less. • For all other boards, bow and twist shall be 1.50% or less. Nonconforming - Class 1, 2, 3 • Defects either do not meet or exceed above criteria. 为排除其他因素影响，以上翘曲度标准针对未装配，未过reflow的PCB裸板。 IPC-A-610 <电子组装可接受性>10.2.6 (强调未造成装配和使用的损伤即可接收)
Requirement 要 求 Actual 實 際 Result 結 果 100% Good Passed Acc 100% Good Passed Acc 0.75% (max.) 0.1-0.4% Acc 1.14 mm NA 有的PCB厂只标注翘曲Passed 0 NA 30 一般不会把翘曲的数据提供给客户
679FG
679FG
705G
705G
679FG Tg=145℃
705G Tg=175℃
Reflow 3X后不同材质PCB板表现出的翘曲度差异很大
处理方法：通知客户，一般客户会联系PCB更改材料或要求PCB厂改善
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PCB板翘曲原因----生产过程管控问题
PCB在制作过程中未按要求管控造成板翘曲：
1.PCB厂排版没有采用镜像排版，使Set结构不对称等
5.若不需要用手按住也可以三个角与平台接触则扭曲的翘曲度为： Warpage%=(R1-R2)/D*100% （此公式为PCB厂普遍使用的方法） 6.如有需要，还需翻转PCB测量凹面向上翘曲度。
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PCB板翘曲度测量和计算方法
员工发现一批PCB有翘曲问题 个别批PCB弓曲，个别批扭曲 此PCB 长240mm, 宽76.3mm 短边翘曲最大3mm 角落翘曲最大为5mm 那么此PCB的翘曲度是多少？
一般情况都有隔板
CoC报告