電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(8)?增加PCB的剛性(stiffness)來抵抗應力避免板彎的影響

電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(8)?增加PCB的剛性(stiffness)來抵抗應力避免板彎的影響

工作熊在前面篇幅談的都是關於如何提昇PCA結合力以抵抗應力的影響,接下來工作熊會進入另一個議題【如何增加零件或電路板抵抗應力的能力?】,因為應力對錫裂的最大影響就是板彎,所以,我們只要想如何增強產品自身的能力以抵抗板彎所造成的影響就可以解決錫裂的問題。

增加零件對應力的抵抗能力

1.增加PCB的剛性(stiffness)來抵抗應力避免板彎的影響

想抵抗應力,就不得不談談PCB的《剛性》問題,PCB板材的剛性如果夠強,就可以降低應力造成的板彎,而板彎變形是BGA焊錫破裂的重要因素。(請注意工作熊對於PCB材料這個議題其實還不算完全了解,內容可能會有些謬誤,請斟酌參考就好。)

首先我們必須先了解何謂「剛性(stiffness)」?







用最通俗的說法來解釋,剛性就是材料結構抵抗應力對其產生變形的能力。要解釋剛性前還必須說明一下彈性模數(Elastic modulus)與剛性(Stiffness)的不同處,免得混淆。

「彈性模數」是指當施力於物體時,對其彈性變形量(非永久變形)趨勢之數學描述,其公式記為【彈性模數=應力/應變量】。彈性模數基本上是用來描述材料組成之特性。

「剛性」則為施力於物體,對其所產生之變形量的比值,用以表示材料或結構抵抗變形之能力,其公式記為【剛性=施力/變形量】。剛性是用以描述結構之特性。所以,同樣的鋼材,將其製作成工字鋼與口字鋼就會產生不一樣的剛性,可以用在不同的地方來抵抗不同應力來源,而且隨著施力點的不同也會產生不同的剛性。

k = AE/L,k=剛性,A=橫截面面積, E=彈性模數(楊氏模數),L=物體長度

就工作熊目前的了解,會影響到PCB剛性的要素有下列幾點:PCB的板材疊構(stack-up)設計會影響其剛性PCB的板材疊構(stack-up)設計會影響其剛性不同的PPCCL也會影響剛性

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