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PCB分板机工作过程中,焊点龟裂的核心诱因是分板应力过大(包括机械冲击、振动、温度骤变)或分板精度不足导致的物理损伤。针对不同类型的分板机,需从设备选型、参数设置、工艺优化、辅助措施等多维度控制,具体方法如下:

一、核心原则:从 “源头减少应力” 出发
焊点龟裂的本质是分板时产生的外力(机械力、热应力)超过焊点(焊锡合金)的抗疲劳强度,导致微观裂纹产生。因此,所有措施的核心都是降低分板过程中 PCB 及焊点承受的应力,同时避免直接物理损伤。
二、分板机类型差异化防龟裂方案
不同分板机的工作原理不同,应力产生方式也不同,需针对性优化:
1. 走刀式分板机(最易因 “刃口压力 / 速度不当” 产生应力)
走刀式依赖上下刀切割,若刃口间隙、切割速度控制不当,易挤压 PCB 边缘导致焊点受力。
刃口管理:
定期检查上圆刀与下平刀的间隙(需匹配 PCB 厚度,如 0.8mm PCB 间隙建议 0.1-0.2mm),间隙过大易产生毛边,过小则增加挤压应力;
确保刃口锋利,避免因刀刃磨损导致 “撕裂式切割”(磨损刀刃会拖拽 PCB,间接拉扯焊点)。
切割参数:
降低切割速度(如从 50mm/s 降至 20-30mm/s),避免瞬间冲击力传导至焊点;
控制上刀下压力度(气动型设备需调节气压,通常 0.3-0.5MPa 为宜),防止过度挤压 PCB。
辅助固定:
加装橡胶 / 硅胶压条,分板时同步固定 PCB 边缘,减少振动传导。
2. 冲压式分板机(最易因 “模具匹配度 / 冲压力” 产生应力)
冲压式依赖模具瞬间分离 PCB,应力集中风险最高,需重点控制 “模具精度” 和 “冲压缓冲”。
模具优化:
模具刃口需做 “圆弧倒角”(R0.1-R0.2mm),避免尖锐刃口直接切割 PCB 边缘(尖锐刃口易产生应力集中,传导至焊点);
模具与 PCB 的 “定位精度” 需≤0.05mm,防止因定位偏移导致模具挤压焊点(如模具边缘接触贴片元件焊盘)。
冲压缓冲:
加装 “氮气弹簧” 或 “橡胶缓冲垫”,延长冲压行程(从 1mm 增至 3-5mm),减缓冲击速度(冲击时间从 0.1s 延长至 0.3-0.5s);
降低冲压力(根据 PCB 厚度调节,如 1.6mm PCB 冲压力建议 50-80kg,避免过大力道导致 PCB 形变)。
分板设计:
要求 PCB 设计时 “连接桥宽度≥2mm”,且连接桥远离焊点(距离≥3mm),避免冲压应力直接作用于焊点。
3. 铣刀式分板机(应力较小,但需防 “振动 / 碎屑” 影响)
铣刀式依赖高速旋转铣刀切割,应力分散,但振动或碎屑可能间接导致焊点问题。
铣刀与转速控制:
选择 “双刃螺旋铣刀”(而非单刃铣刀),双刃铣刀切割更平稳,振动更小(单刃铣刀易因受力不均产生高频振动,传导至焊点);
匹配铣刀转速与 PCB 材质(如 FR-4 板材铣刀转速建议 15000-20000rpm,铝基板建议 8000-12000rpm),转速过低易导致 “拖拽式切割”,过高则可能产生热应力。
切割路径:
采用 “螺旋下刀”(而非垂直下刀),减少铣刀下刀瞬间的冲击力(垂直下刀易产生瞬间应力,螺旋下刀可分散应力);
切割路径避开焊点(距离≥2mm),若必须靠近焊点,需采用 “分层切割”(如 1.6mm PCB 分 2-3 次切透,每次切深 0.5-0.8mm),减少单次切割应力。
碎屑清理:
开启真空吸附(吸力≥-0.06MPa),实时清理切割碎屑,避免碎屑卡在 PCB 与铣刀之间,导致铣刀振动加剧(振动会间接拉扯焊点)。
4. 激光分板机(应力最小,但需防 “热损伤”)
激光分板机无物理接触,应力极低,但高能量激光可能导致 “热应力” 或 “焊锡熔化”。
激光参数优化:
采用 “脉冲激光”(而非连续激光),脉冲激光可控制热输入(每次脉冲仅作用 0.1-0.5ms),避免焊锡因持续高温熔化(焊锡熔点约 183℃,需确保激光作用区域温度≤150℃);
调节激光功率与扫描速度(如 CO₂激光功率 5-10W,扫描速度 50-100mm/s),确保 “冷切割”(仅熔化 PCB 基材,不影响焊点)。
路径与保护:
激光切割路径需远离焊点(距离≥2mm),若靠近焊点,需在焊点区域覆盖 “耐高温胶带”(如聚酰亚胺胶带),减少激光热辐射影响;
分板后用压缩空气(0.2-0.3MPa)吹除 PCB 表面,避免激光气化的基材残渣附着在焊点上(残渣可能导致焊点接触不良,但间接增加后期龟裂风险)。
三、通用辅助措施:全流程降低焊点风险
无论哪种分板机,以下通用措施可进一步减少焊点龟裂:
1. PCB 设计端配合(从源头规避风险)
要求 PCB “连接桥” 设计为 “邮票孔 + V-Cut” 组合(而非纯 V-Cut):邮票孔可分散分板应力,V-Cut 减少切割阻力;
焊点与分板线的距离≥3mm(若空间有限,需在焊点下方增加 “应力释放孔”,孔径 0.5mm,孔距 1mm,释放分板应力);
避免在分板线附近设计 “大尺寸贴片元件”(如≥1206 的电阻电容),此类元件焊点面积大,易承受更多分板应力。
2. 分板前预处理
PCB 固定:使用 “真空吸附平台” 或 “磁性定位夹具” 固定 PCB,确保分板时 PCB 无位移(位移会导致切割路径偏移,间接挤压焊点);
焊点检查:分板前通过 AOI(自动光学检测)检查焊点质量,排除 “虚焊”“冷焊” 等先天缺陷(先天不良的焊点更易在分板时龟裂)。
3. 分板后检测与验证
应力测试:定期采用 “应变片” 检测分板过程中 PCB 表面的应力值(要求焊点区域应力≤50MPa,超过则需调整参数);
焊点抽检:分板后随机抽取 10-20 片 PCB,通过 “X-Ray 检测” 观察焊点内部是否有微裂纹(X-Ray 可穿透焊锡,发现肉眼不可见的裂纹);
可靠性验证:对分板后的 PCB 进行 “温度循环测试”(-40℃~125℃,100 循环),模拟实际使用环境,验证焊点抗疲劳能力(若测试后无龟裂,说明分板参数合格)。
四、常见误区规避
“转速越高切割越光滑,焊点越安全”:错误。铣刀 / 激光转速过高会产生热应力,可能导致焊锡软化,反而增加龟裂风险(需匹配材质选择合理转速);
“只要用激光分板机,就不会有焊点问题”:错误。若激光功率过大或路径靠近焊点,仍会产生热损伤,需严格控制参数;
“分板后肉眼看不到裂纹就合格”:错误。焊点内部微裂纹需 X-Ray 检测,肉眼可见的裂纹已属严重缺陷,需提前通过应力控制避免。