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很多工程師第一次看到PCB在第三次、第四次回流焊后開始翹曲，都會(huì)本能地去懷疑回流爐、夾具或工藝參數(shù)。但在大量量產(chǎn)案例中，這類問題真正的起點(diǎn)，往往在PCB設(shè)計(jì)和材料選型階段就已經(jīng)被鎖死了。

回流焊只是把隱藏的結(jié)構(gòu)應(yīng)力“激活”出來。

你是否遇到過以下問題？

• 首次回流沒事，二次或三次回流后開始翹曲
• 同一款板，貼裝越多面越容易變形
• 部分區(qū)域翹起，導(dǎo)致BGA或細(xì)腳器件焊接失效

這些現(xiàn)象幾乎都說明：PCB的熱-機(jī)械平衡本身就不穩(wěn)定。

解決方案：PCB必須被當(dāng)成“熱機(jī)械結(jié)構(gòu)”來設(shè)計(jì)

在回流焊中，PCB經(jīng)歷的是反復(fù)的高溫膨脹與冷卻收縮，這是一個(gè)強(qiáng)烈的結(jié)構(gòu)應(yīng)力循環(huán)過程。

1. 層疊不對稱是翹曲的根源

如果多層板的銅分布、介質(zhì)厚度和材料在上下不對稱，在加熱時(shí)上下層的膨脹量就不同，板子會(huì)被迫彎曲。第一次回流可能還能“扛住”，多次循環(huán)后，內(nèi)應(yīng)力逐步累積并釋放成永久變形。

2. TG和CTE選錯(cuò)，后果是不可逆的

低TG、高CTE的材料在高溫下軟化更嚴(yán)重，尺寸變化也更大。在多次回流下，樹脂反復(fù)進(jìn)入橡膠態(tài)，結(jié)構(gòu)記憶被破壞，板子會(huì)慢慢“定型”為彎的。

3. 銅分布不均放大熱應(yīng)力

局部大銅皮區(qū)域與稀疏區(qū)域的熱膨脹不同，在回流時(shí)形成彎曲力矩，直接推動(dòng)PCB翹曲。

4. 設(shè)計(jì)階段的拼板方式也在參與變形

拼板的橋位、工藝邊和分板結(jié)構(gòu)，會(huì)限制或放大某些區(qū)域的自由變形空間。不合理的拼板，會(huì)把熱應(yīng)力鎖在板內(nèi)。

5. 制造端的數(shù)據(jù)能提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)

在捷創(chuàng)電子的多次回流項(xiàng)目中，工程端會(huì)提前根據(jù)層疊、銅分布和材料參數(shù)評估熱翹曲風(fēng)險(xiǎn)，而不是等SMT失敗后再返工。因?yàn)橐坏?/span>PCB定型，再好的工藝也很難挽救結(jié)構(gòu)缺陷。

總結(jié)

PCB多次回流后翹曲，不是SMT的問題，而是設(shè)計(jì)與材料對熱機(jī)械行為的誤判。回流焊只是把“已經(jīng)寫好的結(jié)局”提前演出來。