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有关PCB表面粗糙度表示法的介绍

  从量测仪器上,我们多可获得工件PCB表面不规则状况的放大结果,而此一结果 常被称为"PCB表面轮廓图"(surface profile)。当仪器的尖笔正沿着工件PCB表面进行扫描时,其垂直方向的运动乃可被放大而被绘制下来,且在同时,我们亦 可直接自仪器上读出在该处工件PCB表面上的PCB表面粗度算术平均值究竟为多少。
  在1930年以前,这完全是要凭触觉来建立标准。检验时必须使用一系列 具有不同粗度的试片,工厂人员在使用这些试片时,先用他的手指甲划过标准 的试片PCB表面,然后再划过他制造出来之工件的PCB表面,当感觉这两个PCB表面具有相 同的粗度时,则工件PCB表面便被认为足够光滑了。在PCB表面密封、滚珠轴承、齿 轮、凸轮或轴颈等应用场合,PCB表面光度对于设备的功能能否发挥影响很大,有 人发现,设备的性能与对数的PCB表面光度值成线性的变化关系。
  也就是说,要使 性能提高一倍时,平均的波峰到波谷的粗度值必须减低十倍。于是乎,对PCB表面 粗糙度量化的要求也就产生了。
  PCB表面轮廓断面曲线中,包含了粗糙度曲线与波浪起伏的曲线,一般说来波浪起伏的曲线是属于轮廓量测的范围,其值远大于PCB表面粗糙度之值,但也有将PCB表面轮廓断面两种曲线分开或合并考虑 的作法,因此也就有了各种PCB表面粗糙度之定义。
  尽管各种PCB表面粗糙度之定义有那么多,一般PCB表面粗糙度之表示法只有下列 三种:Ra(中心线平均粗糙度)、Rymax(最大高度粗糙度)、Rtm (十点平均粗 糙度),现分述如下:
  1. Ra :中心线平均粗糙度
  若从加工面之粗糙曲线上,截取一段测量长度L ,并以该长度内 粗糙深之中心线为x轴,取中心线之垂直线为y轴,则粗糙曲线可用y = f(x)表之。以中心线为基准将下方曲线反折。然后计算中心线上方经反折后之全部曲 线所涵盖面积, 再以测量长度除之。所得数值以μm为单位, 即为该加工面 测量长度范围内之中心线平均粗糙度值, 其数学定义为:
  中心线方向细分单位等间隔后取各分段点所对应之 hi 值,利用下式可 得到 Ra的近似:
  中心线在PCB表面具有曲度或形状误差时,则成曲线,粗糙度沿此曲线量取。 测量长度限于量具大小而无法涵盖整个机件PCB表面,因此,一次量取求得之Ra 只是PCB表面某部分的中心线平均粗糙度,故应在被测物PCB表面多选几个不同的位 置测量,将全部测得之Ra取其算术平均值则为PCB表面的中心线平均粗糙度。
  2. Rymax :最大高度粗糙度
  由PCB表面曲线上截取基准长度L做为测量长度,自该长度内曲线之 最高点与最低点,分别画出与曲线平均线平行之线时,该二线之间距即为最大 粗糙度,也就是测量长度内沿垂直方向量取最高点与最低点之距离。Rymax 值以μm 为单位,并在数值后加上小写字母s以区分 Rymax 值。若由粗糙曲 在线截取基准长度L做为测量长度,则量测之值亦称为最大高度粗糙度,但符 号改为 Rt , 使用时须注意。
  3. Rtm :十点平均粗糙度
  由PCB表面曲线上截取基准长度L做为测量长度,求出第三高波峰与第三深波谷 ,分别画出二条并行线,两并行线间距即为十点平均粗糙度值Rz其值以μm为 单位,并在数值后加上小写字母z以区别另两种粗糙度。 三种粗糙度数值间之关系约为:4 Ra ? Rymax ? Rtm。