原创 电源类铝基PCB板翘曲攻关

电源类铝基PCB板翘曲攻关

铝基PCB板的应用越发广泛,产量需求也随之增加.大多数工厂铝基PCB板的外形加工方式为冲板,冲板虽然效率高,但同时成品PCB有不少的问题也就暴露出来了.如孔边掉油,外形翘曲度超标等.半砖型、全砖型铝基PCB板冲板后，铝基PCB板的四个角区域（四个冲孔处）朝PCB铝基面翘曲比较常见。

解决方案（一）：冲孔和冲外形分为两套模具冲板。

依据：从板翘特殊性征观察，发现板厚为1.0mm的铝基板在冲板后四个角翘曲较严重，任一两块板相重叠，（铝面和铝面相叠）中间的缝隙约为0.4mm（单片板的翘曲度为0.3%），如下图1：

（图1）

根据以上板翘现象，首先按以下方法改善：

因为此板成型时，有冲孔和冲外形同时进行，在冲板过程中，由于模具是先冲后退料，根据受力分析，板角翘曲应为退料过程中板角受力过与板边中间受不一致（板角受力大）而造成。如下图2：

                                       （图2）

根据图2受力分析，板角位在退料时须将冲孔用的冲针从孔中退掉，所以此处易将板角拉弯变形，故将铝基板冲孔和冲外形改为分开两套模具冲板，即先冲孔后冲外形（冲孔时铜面向上，冲外形时铝面向上）。

结果：将冲板成型改成2套模具，其中一套先冲孔，另一套冲外型，冲板检查翘曲度为0.25%。

虽然此种方法对翘曲度的改善起到一定的作用，但仍不能完全改善（翘曲度仍超过0.2%）。

解决方案二：

依据：根据以上冲板退料时的受力分析，发现虽然先冲孔后冲外型，但在冲外型的退料过程中，还是使板角与板边中间位置受力不均（如见图3）：

（图3）

方法：将铝基板成型共设计两套模具，第一套模具设计为冲孔和铝基板板角（如下图）：

第一套模具开模简图（4）

（阴影部分冲出）

冲板方式：冲板时铝面向上，若

铝面向下，则板角边掉介质层。                  （图4）

第二套模具开模简图（5）

（阴影部分冲出）

冲板方式：冲板时铝面向上，若

铝面向下冲板，则板边易掉介质层。              （图5）

冲板结果：板翘曲度仍在0.2% ~ 0.25%，且第一冲与第二冲接处有凹凸点，影响外观，改善效果不明显。

分析：从板子的翘曲特征，发现板子的翘曲不完全因板角翘曲而影响整体翘曲，跟PNL工作板翘曲有很大关系。如下图6：

（图6）

故板子在成型前，须对整块工作板进行校正，使之完全平整后再给予冲外型，选择工序为（喷锡工序）。

解决方法（三）：

将喷锡刚刚出锡炉，将板子铝面向下，板子的两端抬起，中间架空，在重力作用，铝基板此时朝铜面翘曲（如下图7）：

（图7）

在强力电风扇的冷却下，30秒钟后，整PNL向铜面的翘曲度慢慢减少，1min后铝基板送入喷锡后处理机，出板后检查，发现整块工作板又向铝面翘曲。此种现象表明铝基板板翘跟本身的物理性能有关，因为铝基覆铜是由铝基和4OZ的铜箔以及很微薄的介质层构成。在热力学上，因铜的热膨胀系数和铝的热膨胀系数不相同，最终导致板子受热冷却后，自然地朝铝面翘。在此基础上我们又继续做试验，拿1PNL已冲好的板子，在外力的作用下将铝基板扮成向铜面翘曲，然后送去做漂锡试验结果冷却后板子同样又回到向铝面翘曲的原样。

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