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PCBA制造工廠中可能出現較大應力的制程

不可避免的，在PCBA工廠的制程中拿取及操作電路板的機會非常多，所以也就有機會將「應力」加諸于電路板上。

 

下面，深圳宏力捷列出幾個PCBA制造工廠的組裝制程可能出現較大應力作用的地方與注意事項給大家參考：

一、回流焊時高溫造成板彎永久變形

回流焊溫度超過板材的Tg值，容易造成永久的板彎變形，大部分板子雖然在回流焊冷卻時會漸漸回復平整，但有些板子因為重力或銅箔分布不均或其他問題則會造成永久的板彎板翹。

 

當板子發生彎曲后，其電氣功能一般都還不會有任何影響，但如果繼續其后段的生產制程，就容易對板子造成額外的應力，因為大部分的PCBA組裝或板端測試制程都是假設板子是平整的來作業的，尤其是要將板子組裝到機殼內鎖螺絲時，會把已經彎曲的板子強迫扳正，嘗試將其回復到平整的狀態，這種狀況就類似要把已經穩定的板子扳彎是一樣的道理，也會給予已經成型的焊錫造成額外的應力。

 

欲解決這個問題，可以回頭參考「增加零件對應力的抵抗能力」的說明。

建議延伸閱讀：板彎板翹發生的原因與防止的方法

 

二、針床治具測試時所產生的應力

電路板測試的針床治具(ICT、MDA、FVT)都是直接用探針扎在電路板上的測試點，針床治具如果設計不良，就容易造成探針對PCBA施力不均，這樣就容易產生彎曲應力造成錫裂。

 

如果你注意觀察，一般的針床治具都會有金黃色的探針與白色的支撐棒，這些都會施加在電路板上給予一定的應力，一般ICT測試治具商在治具出廠前會使用strain-stress-gage量測其應力，但絕大部分的MDA或FVT治具并不會做這個應力量測，因為量測是需要費用的，羊毛出在羊身上。

 

三、切割成單板(de-panel)時所產生的應力

電路板組裝（PCB Assembly）時為了提高生產效率。一般都是采用拼板（panel）來生產，當要將電路板組裝進入機殼前必須要再將其裁切（de-panel）成單板，這時候裁切的方法及操作就很重要了。

 

以前經常看到有些產線為了方便或節省治具費用而直接使用人手來扳斷【V-cut】，或是拿斜口鉗剪開【郵票孔】來分板，這樣的作業其實都會對板子施加一定的應力，最可怕的這應力還無法管制，比較好的裁板制程應該使用【Scoring分板機】來切開V-cut，用【Router切割機】來銑掉連筋及板邊，這樣才不會給予電路板過多的應力。

 

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電路板去板邊─郵票孔設計 

電路板去板邊—V-Cut 分板機

 

四、整機組裝時的應力，尤其是鎖螺絲作業

整機組裝時，絕大部分的產品都會在電路板或是前后機殼鎖上螺絲，以力學的角度來看，一般都會先鎖上一顆螺絲，然后再鎖上對角上的螺絲，之后鎖上其他的螺絲，不過你所選擇的第一顆螺絲與螺絲鎖付的順序如果不一樣，其實是會對板子造成不同應力影響的。

 

通常第一顆螺絲鎖上電路板后就會對板子造成一定的翹曲，鎖第二顆螺絲時則會將翹曲大部分回復，也因此鎖第一、二顆螺絲時會對板子造成最大的應力影響，而第一顆螺絲鎖在不同的位置則會產生不同的結果。

 

深圳宏力捷目前已經開始要求自己家的新產品在進入量產前都必須使用應變計(strain-stress gage)來測試鎖付螺絲的各種順序以決定一個「最佳的鎖螺絲順序」。

 

當然，如果在嘗試過所有的鎖螺絲順序后還是超出了應力要求，還是可以設計一個應力平衡的鎖螺絲治具來解決應力問題的。方法也很簡單，既然應力是因為電路板鎖第一顆螺絲可能出現干涉而翹曲，那就用治具一次性預先把需要鎖螺絲的地方通通壓到定位后再上鎖螺絲就可以了，只是這樣就多浪費了上、下 治具的工時。 另外，這個預壓螺絲治具也要量一下應力。