Alabeo de PCB: bow, twist, el límite y cómo diseñar una placa plana
Una placa que no es plana es difícil de montar y soldar. La mayor parte del alabeo la decide el diseño, así que se puede prevenir antes de enviar los archivos.
Bow y twist
El alabeo tiene dos formas. El bow (arqueamiento) es una curva de toda la placa, como un cuenco poco profundo o un tejado. El twist (torsión) se da cuando la placa se apoya plana sobre tres esquinas y la cuarta se levanta. Ambos suelen ser pequeños, pero en una placa con componentes de paso fino incluso una fracción de milímetro puede dejar un pad sin contacto o levantar un componente durante el reflow.
Cómo se mide y el límite
La placa se coloca sobre una superficie plana y se mide la mayor separación. El alabeo se expresa en porcentaje. Para el bow es la separación dividida por la longitud del borde, por 100. Para el twist, la placa se apoya en tres esquinas y la separación de la cuarta esquina se divide por el doble de la longitud de la diagonal, por 100. El límite habitual en IPC-6012 e IPC-A-600 es del 0,75 % para placas con componentes de montaje superficial y del 1,5 % para todas las demás. Para el bow de una placa de 100 mm de largo, el 0,75 % es una separación de 0,75 mm. Pida el límite que necesita su montaje al solicitar un presupuesto (especificación de la solicitud); las clases se explican en la guía de clases IPC.
Qué causa el alabeo
- Cobre desequilibrado: una capa con mucho cobre y una capa con poco tiran de la placa en direcciones distintas cuando se calienta.
- Stackup asimétrico: laminado o espesor de cobre distintos por encima y por debajo del centro de la placa.
- Humedad: una placa que absorbió agua puede arquearse en el horno de reflow (vea almacenamiento y secado).
- Laminado fino y gran tamaño: una placa fina y grande tiene poca rigidez (espesor estándar de PCB).
- Grandes recortes y forma irregular: una placa con una gran ranura o un brazo largo y estrecho se dobla con más facilidad.
- Calor: durante la soldadura sin plomo el laminado se acerca a su Tg y se reblandece (FR4 y Tg).
Cómo diseñar una placa plana
- Reparta el cobre de forma uniforme en cada capa y rellene las zonas vacías con una zona de cobre (zonas de cobre); mantenga parecidas las capas superior e inferior.
- Use un stackup simétrico en las placas multicapa (guía de stackup).
- Elija un material más grueso para una placa grande, o una Tg más alta para un montaje sin plomo exigente.
- Evite brazos largos y finos y grandes recortes; si los necesita, añada puentes de rotura o raíles para que la placa se mantenga plana durante el montaje.
- Para placas pequeñas, pídalas en un panel con raíles (panelización), que también las mantiene planas durante la colocación.
Qué hacer con una placa que ya está alabeada
Almacene las placas planas en su bolsa sellada, lejos del calor. Antes del montaje, seque una placa que pueda haber absorbido agua, siguiendo el tiempo de secado de su espesor. Un portador o una placa de apoyo en el horno de reflow mantiene la placa plana. Si las placas de un lote quedan fuera de tolerancia, notifíquelo con fotos y la separación medida, y escriba el límite que necesita en su próxima solicitud (cómo pedir).
Pida sus placas
Elija el material, el espesor y la Tg en la calculadora de precios y escriba el límite de alabeo que necesita en las notas de la solicitud.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el alabeo permitido de una PCB?
El límite habitual es del 0,75 % para placas con componentes de montaje superficial y del 1,5 % para las demás, medido en porcentaje: para el bow, la separación dividida por la longitud del borde; para el twist, la separación de la esquina levantada dividida por el doble de la diagonal.
¿Qué diferencia hay entre bow y twist?
El bow es una curva de toda la placa. El twist es una distorsión diagonal: tres esquinas tocan la superficie y la cuarta está levantada.
¿Importa de verdad el equilibrio del cobre?
Sí. El cobre desigual entre capas, o las grandes zonas vacías junto a mucho cobre, es la causa de diseño más común de una placa alabeada.
¿Se puede aplanar una placa alabeada?
A veces una placa que absorbió humedad se recupera plana tras el secado y el almacenamiento, pero una placa alabeada por un diseño desequilibrado volverá a arquearse en la siguiente soldadura. Corrija el diseño.
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