关于平面度误差和翘曲度的全面阐述和实际应用

About flatness and warpage aroundly discuss and actual application
关于平面度误差和翘曲度的全面阐述和实际应用
平面度误差---flatness
翘曲度---warpage
1.定义 definition
平面度误差Flatness: GB/T 11337 2004中的定义:实际平面对理想平面的变动量,理想平面应符合最小条件。即用平面度最小包容区域的宽度f表示的数值。The difference of ideal plane and measured plane, the ideal plane must ccord minimum condition.
翘曲度warpage:ICP-TM-650 2.4.22中的定义：Bow :The deviataion from flatness of a board characterized by a roughly cylindrical or spherical curvature such that, if the product is rectangular , its four corners are in the same plane.
Twist: The deformation of a rectangular sheet ,panel , or printed board that occurs parallel to a diagonal across its surface, such that one of the corners of the sheet is not in the plane that contains the other three corneer.以上具体就不翻译了，忒累了自己琢磨。
Bow percentage: Rl=L(B)/100, Rw=W(B)/100
Calculate the percentage for bow as bollows:
Bl=Rl/L100, Bw=Rw/W100
Calculate the percentage of twist as follows: R/2(D)*100
IPC的定义好复杂啊，看的晕晕的，没有图估计看的更晕。其实总结一句话就是：不管是躬形度还是扭曲度，统称翘曲度，他的定义可以理解成：整个面分为若干个边，取所有边的最底点，当然这个最低点的参考直线取这条边的两端，然后用这个最低值除以这个边的长度，再乘以100%。

2.标准计算方式 Standard calculation method：
平面度误差：
平面度公差用以限制平面的形状误差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。并规定，理想形状的位置应符合最小条件，常见的平面度测量方法有用指示表测量、用光学平晶测量平面度、用水平仪测量平面度及用自准仪和反射镜测量平面度误差，用各种不同的方法测得的平面度测值，应进行数据处理，然后按一定的评定准则处理结果。平面度误差的评定方法有；

2.1. 最小包容区域法，由两平行平面包容实际被测要素时，实现至少四点或三点接触。且具有下列形式之一者，即为最小包容区域，其平面度误差值最小。最小包容区域的判别方法有下列三种形式。

（1）两平行平面包容被测表面时，被测表面上有3个最低点（或3个最高点）及1个最高点（或1个最低点）分别与两包容平面接触，并且最高点（或最低点）能投影到3个最低点（或3个最高点）之间，则这两个平行平面符合最小包容区原则。

（2）被测表面上有2个最高点和2个最低点分别与两个平行的包容面相接触，并且2个最高点投影于2个低点连线之两侧。则两个平行平面符合于平面度最小包容区原则。




(3)被测表面的同一截面内有2个最高点及1个低点（或相反）分别和两个平行的包容面相接触。则该两平行平面符合于平面度最小包容区原则。

三角形法是以通过被测表面上相距最远且不在一条直线上的3个点建立一个基准平面，各测点对此平面的偏差中最大值与最小值的绝对值之和为平面度误差。实测时，可以在被测表面上找到3个等高点，并且调到零。在被测表面上按布点测量，与三角形基准平面相距最远的最高和最低点间的距离为平面度误差值。

2.2. 对角线法是通过被测表面的一条对角线作另一条对角线的平行平面，该平面即为基准平面。偏离此平面的最大值和最小值的绝对值之和为平面度误差。
当然有个数据处理的过程，得到这些数据要处理才能有结果，处理的方法一般就旋转基面法。
a1 a2 a3 a1 a2+p a3+2p a1 a2+p a3+2p
b1 b2 b3 => b1 b2+p b3+2p => b1 b2+p+Q b3+2p+Q
c1 c2 c3 c1 c2+p c3+2p c1+2Q c2+p+2Q c3+2P+2Q
然后使用公式
a1=c3+2P+2Q
a3+2P=c1+2Q 求得 P,Q带入第三个表中.
f'=Max(+)-Min(-)

翘曲度：
此处省略，按照定义执行就可以了。

3.实际应用 Actual application
在实际中经过多次实验终于摸索吃一套比较准确的测定方法。我们的测试零件比较小，精度在0.001mm上，所以普通的仪器很难测量准确，建议使用日本三丰的三次元量床，或者带雷射Laser扫描的仪器。
方法一:使用仪器自带的平面度工具，这个测量工具与基准面没什么关系，物体随便摆放，但是取的点要多，至少9个点。然后可以直接输出平面度读数。此度数是通过最小二乘法计算虚拟参考平面，然后计算物体表面的平面度。最小二乘法适合计算机编写程序，所以在仪器上使用比较多。
方法二：在平面上取9个点，三横三纵，两对角，6条线，分别测试每个点的高度，然后依次编写序号：1 2 3 4 5 6 7 8 9 ，9为中心点。6条线分别是1-2-3,8-9-4，7-6-5，1-8-7，2-9-6，3-4-5，1-9-5，3-9-7。然后用公式a= ((1-2)+(3-2))/2....依次类推。可以得到六个值，取其中最大的一个。
实质上通过我的多次计算和实际测量不管是IPC还是GB的方法计算结果一致，当然首先要保证仪器的精度。
由于编辑复杂，问中删除了很多图形，大家凑合看。哈哈。

以上文章摘自我的新浪个人博客.共同探讨中.