在現(xiàn)代電子制造領(lǐng)域，印刷電路板（PCB）是連接電子組件、實(shí)現(xiàn)電氣連接和信號(hào)傳輸的核心。然而，PCB翹曲問(wèn)題一直是制造過(guò)程中的一個(gè)挑戰(zhàn)，它不僅影響產(chǎn)品的物理完整性，還可能導(dǎo)致性能下降和可靠性問(wèn)題。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡不僅能夠提供超寬視野范圍和高精細(xì)彩色圖像觀察，還集成了多種分析功能，以其先進(jìn)的技術(shù)為PCB翹曲檢測(cè)帶來(lái)革命性的變化。

印刷電路板（Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱PCB）是一種用于電子組件的支撐和連接的基板，它通過(guò)在基板上印刷導(dǎo)電軌道、孔和焊盤來(lái)實(shí)現(xiàn)電子組件之間的電氣連接和信號(hào)傳輸。PCB是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的組成部分。

根據(jù)其預(yù)期用途，PCB板通常由玻璃纖維和其他復(fù)合材料等材料制成。這些電路板不僅可用于計(jì)算機(jī)，還可用于工業(yè)機(jī)器、醫(yī)療設(shè)備、照明和許多其他應(yīng)用。PCB有多種類型，包括單面、雙面、剛性、柔性和剛?cè)峤Y(jié)合，以及用于所有類型電子產(chǎn)品的微處理器PCB。

Part.01

PCB翹曲原因

PCB翹曲是印刷電路板制造過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題，是由于制造和加工過(guò)程中的多種因素造成的，可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種應(yīng)力。大多數(shù)發(fā)生在層壓、熱風(fēng)焊料整平、阻焊固化、銅分布不均、過(guò)程控制盒儲(chǔ)存不當(dāng)以及切割分離環(huán)節(jié)。

測(cè)量PCB翹曲度

這種翹曲會(huì)導(dǎo)致各種問(wèn)題，包括元件錯(cuò)位、焊點(diǎn)質(zhì)量差，甚至設(shè)備故障。

Part.02

PCB翹曲危害

PCB翹曲會(huì)給電子設(shè)備帶來(lái)許多問(wèn)題，導(dǎo)致性能下降、可靠性問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致徹底故障。

層與層之間的玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）與熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，在壓合過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力，造成翹曲

以下是 PCB 翹曲的潛在危害：

• 物理?yè)p壞：

嚴(yán)重彎曲的PCB可能會(huì)在組裝過(guò)程或操作過(guò)程中遭受物理?yè)p壞。元件可能會(huì)從焊點(diǎn)上脫落。PCB隨著時(shí)間的推移而彎曲可能會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)、走線甚至PCB層壓板本身的疲勞失效。

• 元件接觸不良：

當(dāng)元件焊接到彎曲的PCB上時(shí)，它們可能會(huì)失去與PCB的機(jī)械和電氣接觸。這可能會(huì)影響性能，增加電氣連接的電阻，并導(dǎo)致焊點(diǎn)隨著時(shí)間的推移過(guò)熱。

• 電磁干擾：

彎曲的PCB產(chǎn)生的氣隙會(huì)導(dǎo)致電磁干擾（EMI）影響電路性能。組件對(duì)外部來(lái)源的EMI的免疫力可能會(huì)降低。

• 氣流受阻：

對(duì)于采用強(qiáng)制對(duì)流冷卻（風(fēng)扇）的應(yīng)用中使用的PCB，嚴(yán)重的翹曲會(huì)阻礙或改變氣流方向，從而降低散熱器和其他冷卻元件散發(fā)組件熱量的能力。這可能導(dǎo)致過(guò)熱和組件損壞/故障。

PCB上焊膏的沉積量因翹曲導(dǎo)致不均勻

Part.03

IPC標(biāo)準(zhǔn)

IPC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了可接受的PCB翹曲程度，包括：IPC-6011：印刷電路板通用性能規(guī)范，IPC-6012：剛性印刷電路板的鑒定和性能規(guī)范。根據(jù)IPC-6012標(biāo)準(zhǔn)，SMT PCB的最大允許翹曲度為0.75％，而其他類型的PCB的最大翹曲度為1.5％。這些標(biāo)準(zhǔn)是為了確保在制造和組裝過(guò)程中滿足可靠性要求。與IPC-RB-276標(biāo)準(zhǔn)相比，IPC-6012對(duì)SMT PCB的要求更為嚴(yán)格。

在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)PCB組裝廠對(duì)雙面或多層PCB（厚度1.6mm）的翹曲度要求為0.70%~0.75%，對(duì)于BGA封裝等精度要求更高的應(yīng)用，翹曲度要求一般會(huì)降低到0.5%，有些工廠甚至?xí)⒁筇岣叩?.3%，以確保制造精度和可靠性。制造商應(yīng)根據(jù)預(yù)期用途和可靠性要求為其PCB指定所需的IPC等級(jí)。

保持適當(dāng)?shù)?strong>設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝控制和處理程序有助于最大限度地減少翹曲并生產(chǎn)出高質(zhì)量的PCB。通過(guò)仔細(xì)優(yōu)化，翹曲通常可以降低到可接受的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

Part.04

3D共聚焦顯微鏡在PCB檢測(cè)上的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)同一個(gè)目標(biāo)的多個(gè)位置進(jìn)行重復(fù)測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量，以及創(chuàng)建OK/NG模版，對(duì)PCB和PCB安裝元件進(jìn)行翹曲檢測(cè)，高度彩色顯示使翹曲現(xiàn)象可視化。

同時(shí)，我們還支持PCB電路板上的圖案高度和橫截面積的檢查，以及圖案鍍金屬表面粗糙度的檢測(cè)。

ME-PT3000

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡是一款用于對(duì)各種精密器件及材料表面，可應(yīng)對(duì)多樣化測(cè)量場(chǎng)景，能夠快速高效完成亞微米級(jí)形貌和表面粗糙度的精準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)，提供值得信賴的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

• 超寬視野范圍，高精細(xì)彩色圖像觀察

• 提供粗糙度、幾何輪廓、結(jié)構(gòu)、頻率、功能等五大分析功能

• 采用針孔共聚焦光學(xué)系統(tǒng)，高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

提供調(diào)整位置、糾正、濾波、提取四大模塊的數(shù)據(jù)處理功能

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PCB的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也在不斷進(jìn)步，以滿足更高速度、更小尺寸、更高性能的需求。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡的應(yīng)用，為PCB翹曲問(wèn)題的檢測(cè)提供了一種高效、精準(zhǔn)的解決方案。通過(guò)這種技術(shù)，我們可以在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正翹曲問(wèn)題，從而提高產(chǎn)品的可靠性和性能。