控深槽工藝與板材結(jié)構(gòu)強度的關(guān)系
在多層PCB設(shè)計中，控深槽常用于實現(xiàn)臺階結(jié)構(gòu)、局部開槽或局部減薄，以滿足器件封裝、散熱或結(jié)構(gòu)配合的需求。雖然該工藝提升了設(shè)計的靈活性，但也不可避免地會影響板材的整體力學(xué)強度。槽深、槽寬、走向與板厚之間的關(guān)系，決定了PCB在后續(xù)裝配及應(yīng)用中的可靠性。

控深槽導(dǎo)致強度下降的機理
有效承載截面減少：槽深增加會削弱板材的有效厚度，使其在彎曲、沖擊或熱應(yīng)力作用下更易產(chǎn)生裂紋或斷裂。

應(yīng)力集中效應(yīng)：控深槽通常為局部開槽，容易在槽角、槽邊產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)PCB受到外部機械力或熱循環(huán)作用時，這些位置成為潛在的失效點。

層間結(jié)合力減弱：對于多層板，如果控深槽切入到內(nèi)層銅線或介質(zhì)層，可能影響樹脂與銅箔的結(jié)合，導(dǎo)致分層或起泡問題。

影響程度的關(guān)鍵因素
槽深與槽寬比：通常建議槽深不超過板厚的三分之二，否則力學(xué)性能下降明顯。
材料性能：高Tg、高模量材料在控深槽后仍具較好剛性，而低Tg材料更容易翹曲或開裂。
走向與結(jié)構(gòu)位置：如果槽位與長邊平行，板材抗彎性能下降更明顯；而位于受力較小區(qū)域時，影響相對可控。
加工精度：若銑刀產(chǎn)生毛刺、應(yīng)力裂紋，實際的削弱程度可能大于設(shè)計值。

典型應(yīng)用中的注意點
BGA封裝臺階設(shè)計：在高密度封裝區(qū)域，控深槽用于實現(xiàn)高度差，需特別注意避免破壞支撐強度。
散熱結(jié)構(gòu)開槽：在功率器件區(qū)域，局部減薄有助于散熱，但同時會降低抗機械沖擊能力，需要結(jié)合散熱銅塊或加固措施。
連接器安裝區(qū)：若開槽位置靠近邊緣或插拔區(qū)，極易在使用過程中產(chǎn)生裂紋，應(yīng)通過增加支撐設(shè)計來彌補。

工程實踐中的優(yōu)化建議
合理標(biāo)注設(shè)計：在Gerber或Fab Drawing中應(yīng)明確槽深公差，避免因加工偏差導(dǎo)致槽深過大。
加固措施：在結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域可增加銅皮覆蓋或補強板，以提升局部強度。
CAE仿真驗證：對于關(guān)鍵應(yīng)用，建議在設(shè)計階段進(jìn)行力學(xué)仿真，預(yù)測控深槽后的受力狀態(tài)，提前優(yōu)化布局。

控深槽工藝無疑為PCB設(shè)計帶來了靈活性，但對板材強度的影響不可忽視。設(shè)計人員需要在功能需求與結(jié)構(gòu)可靠性之間取得平衡，結(jié)合材料特性、槽深比例和加工精度，才能確保控深槽既滿足設(shè)計要求，又不成為后期失效的隱患。

審核編輯 黃宇