Kui palju te teate PCB tasakaalustatud vasest (一)

PCB-de tootmine on protsess, mille käigus tehakse PCB-projektist füüsiline PCB vastavalt spetsifikatsioonidele. Disaini spetsifikatsioonide mõistmine on oluline, kuna see mõjutab PCB valmistatavust, jõudlust ja tootmisvõimsust.

Üks olulisi disainispetsifikatsioone, mida järgida, on "tasakaalustatud vask" trükkplaatide tootmisel. Igas PCB virnakihis tuleb saavutada ühtlane vase katvus, et vältida elektrilisi ja mehaanilisi probleeme, mis võivad ahela jõudlust takistada.

Esiteks, mida tähendab PCB tasakaalu vask?

Tasakaalustatud vask on sümmeetriliste vasejälgede meetod PCB virna igas kihis, mis on vajalik plaadi keerdumise, painutamise või kõverdumise vältimiseks. Mõned paigutusinsenerid ja tootjad nõuavad, et kihi ülemise poole peegeldatud virnastamine oleks PCB alumise poolega täiesti sümmeetriline.

Teiseks, PCB tasakaalu vase funktsioon

1. Marsruutimine

Vasekiht on söövitatud jälgede moodustamiseks ja jälgedena kasutatav vask kannab soojust koos signaalidega kogu plaadis. See vähendab plaadi ebaühtlasest kuumutamisest tulenevaid kahjustusi, mis võivad põhjustada sisemiste rööpade purunemise.

2. Radiaator

Vaske kasutatakse elektritootmisahela soojuseralduskihina, mis väldib täiendavate soojuse hajumise komponentide kasutamist ja vähendab oluliselt tootmiskulusid.

3. Suurendage juhtmete ja pinnapatjade paksust

PCB plaadistusena kasutatav vask suurendab juhtide ja pinnakatte paksust. Lisaks saavutatakse tugevad kihtidevahelised vasest ühendused plaaditud läbivate avade kaudu.

4. Vähendatud maandustakistus ja pingelangus

PCB tasakaalustatud vask vähendab maandustakistust ja pingelangust, vähendades seeläbi müra, suurendades samal ajal toiteallika efektiivsust.

Kolmandaks, PCB tasakaalustab vase efekti

Kui trükkplaatide valmistamisel ei ole vase jaotus kihtide vahel ühtlane, võivad tekkida järgmised probleemid:

1. Vale virna tasakaal

Virna tasakaalustamine tähendab sümmeetriliste kihtide kasutamist teie disainis ja selle eesmärk on vältida riskialasid, mis võivad virna kokkupaneku ja lamineerimise etapis deformeeruda.

Parim viis selleks on alustada virnamaja projekteerimist plaadi keskelt ja asetada sinna paksud kihid. Tihti on trükkplaatide kujundaja strateegiaks peegeldada virna ülemist poolt alumise poolega.

Sümmeetriline superpositsioon

2. PCB kihilisus

Probleem tuleneb peamiselt paksema vase kasutamisest (50um või rohkem) südamikel, kus vase pind on tasakaalust väljas ja mis veelgi hullem, mustris pole peaaegu üldse vasktäidet.

Sel juhul tuleb vaskpinda täiendada "vale" alade või tasapindadega, et vältida prepregi mustrisse valgumist ja sellele järgnevat delaminatsiooni või kihtidevahelist lühistamist.

PCB kihistumine puudub: 85 protsenti vasest täidetakse sisekihtidele, nii et prepreg-täitmine on piisav ilma delaminatsiooni ohuta.

PCB delaminatsiooni oht puudub

PCB kihistumise oht on olemas: vask on täidetud vaid 45 protsendi ulatuses ja vahekiht ei ole piisavalt täidetud ning tekib delaminatsiooni oht.

3. Dielektrilise kihi paksus on ebaühtlane

Tahvlikihtide virna haldamine on kiirete plaatide kujundamise võtmeelement. Paigutuse sümmeetria säilitamiseks on kindlaim viis dielektrilise kihi tasakaalustamine ning dielektrilise kihi paksus tuleks paigutada sümmeetriliselt nagu katusekihid.

Kuid mõnikord on raske saavutada dielektrilise paksuse ühtlust. Selle põhjuseks on mõned tootmispiirangud. Sel juhul peab disainer tolerantsi leevendama ning võimaldama ebaühtlast paksust ja mõningast kõverust.

sümmeetriline dielektriline kiht

4. Trükkplaadi ristlõige on ebaühtlane

Üks levinumaid tasakaalustamata disainiprobleeme on plaadi vale ristlõige. Vase ladestused on mõnes kihis suuremad kui teistes. See probleem tuleneb asjaolust, et vase konsistents ei säili erinevates kihtides. Selle tulemusena muutuvad mõned kihid kokkupanemisel paksemaks, teised aga vähese vasesadestusega kihid jäävad õhemaks. Plaadile külgsuunas surve avaldamisel see deformeerub. Selle vältimiseks peab vase kate olema keskkihi suhtes sümmeetriline.

5. Hübriid (segamaterjal) lamineerimine

Mõnikord kasutatakse kujundustes katusekihtides segamaterjale. Erinevatel materjalidel on erinevad termilised koefitsiendid (CTC). Seda tüüpi hübriidstruktuur suurendab ümbervoolamise ajal kõverdumise ohtu.
Neljandaks, vase jaotuse tasakaalustamatuse mõju

Vase sadestumise kõikumised võivad põhjustada PCB väändumist. Allpool on mainitud mõningaid kõverusi ja defekte:

1. Väändumine

Kool ei ole midagi muud kui plaadi kuju deformatsioon. Küpsetamise ja plaadi käsitsemise ajal läbivad vaskfoolium ja aluspind erineva mehaanilise paisumise ja kokkusurumise. See toob kaasa kõrvalekaldeid nende paisumisteguris. Seejärel põhjustavad plaadil tekkinud sisemised pinged kõverdumist.

Sõltuvalt rakendusest võib PCB materjaliks olla klaaskiud või mõni muu komposiitmaterjal. Tootmisprotsessi käigus läbivad trükkplaadid mitu kuumtöötlust. Kui soojus ei jaotu ühtlaselt ja temperatuur ületab soojuspaisumisteguri (Tg), siis plaat kõverdub.

2. Juhtivate mustrite halb galvaniseerimine

Pindamisprotsessi õigeks seadistamiseks on juhtiva kihi vase tasakaal väga oluline. Kui vask ei ole tasakaalus ülemises ja alumises osas või isegi igas üksikus kihis, võib tekkida ülekattekiht ja see võib põhjustada ühenduste jälgi või alasöövitamist. Eelkõige puudutab see mõõdetud impedantsi väärtustega diferentsiaalpaare. Õige plaadistusprotsessi seadistamine on keeruline ja mõnikord võimatu. Seetõttu on oluline vase tasakaalu täiendada "võltsitud" plaastrite või täisvasega.

Täiendatud tasakaalustatud vasega

puudub täiendav tasakaal vask

3. Arch

Kui vase valamine on tasakaalustamata, on PCB-kihil silindriline või sfääriline kumerus. Lihtsa keeles võib öelda, et laua neli nurka on fikseeritud ja laua ülaosa tõuseb sellest kõrgemale. Seda kutsuti vibuks ja see oli tehnilise tõrke tagajärg.

Vibu tekitab pinnale kõveraga samas suunas pinget. Samuti põhjustab see juhuslike voolude voolamist läbi plaadi.

vibu

4. Vibu efekt

1) keerake

Moonutusi mõjutavad sellised tegurid nagu plaadi materjal, paksus jne. Väändumine toimub siis, kui üks plaadi nurk ei ole teiste nurkadega sümmeetriliselt joondatud. Üks konkreetne pind tõuseb diagonaalselt üles ja seejärel väänavad teised nurgad. Väga sarnane sellele, kui padi tõmmatakse laua ühest nurgast, samal ajal kui teine ​​nurk on keeratud. Palun vaadake allolevat joonist.

moonutusefekt

2) Vaigu tühimikud

Vaigu tühimikud on lihtsalt vale vaskkatte tagajärg. Montaažipinge ajal rakendatakse plaadile asümmeetriliselt pinget. Kuna rõhk on külgsuunaline jõud, voolavad õhukeste vasesademetega pinnad vaiku. See loob selles kohas tühimiku.

3) Vibu ja keerdumise mõõtmine

Vastavalt IPC-le{{0}} on painde ja väände maksimaalne lubatud väärtus SMT komponentidega plaatidel 0,75 protsenti ja muude plaatide puhul 1,5 protsenti. Selle standardi põhjal saame arvutada ka konkreetse PCB suuruse painde ja keerdumise.

Vibuvaru=plaadi pikkus või laius × vööri tootluse protsent / 100

Keerdumise mõõtmine hõlmab plaadi diagonaali pikkust. Arvestades, et plaati piirab üks nurk ja keerdumine toimib mõlemas suunas, on tegur 2 kaasatud.

Maksimaalne lubatud keerdumine=2 x laua diagonaali pikkus x väändevaru protsent / 100

Siin näete näiteid tahvlitest, mis on 4" pikad ja 3" laiad ning 5" diagonaaliga.

Vööri väände mõõtmine

Paindevaru kogu pikkuses {{0}} x 0,75/100=0,03 tolli

Paindevaru laiuses {{0}} x 0,75/100=0,0225 tolli

Maksimaalne lubatud moonutus {{0}} x 5 x 0,75/100=0,075 tolli