Koliko znate o uravnoteženom bakru u PCB-u (一)

Proizvodnja PCB-a je proces izgradnje fizičkog PCB-a iz dizajna PCB-a prema skupu specifikacija. Razumijevanje specifikacija dizajna važno je jer utječe na mogućnost izrade PCB-a, izvedbu i proizvodni učinak.

Jedna od važnih specifikacija dizajna koje treba slijediti je "Uravnoteženi bakar" u proizvodnji PCB-a. Dosljedna pokrivenost bakrom mora se postići u svakom sloju tiskane pločice kako bi se izbjegli električni i mehanički problemi koji mogu ometati rad strujnog kruga.

Prvo, što znači PCB ravnoteža bakra?

Uravnoteženi bakar je metoda simetričnih tragova bakra u svakom sloju PCB skupa, što je neophodno kako bi se izbjeglo uvijanje, savijanje ili savijanje ploče. Neki inženjeri i proizvođači izgleda inzistiraju na tome da zrcalni skup gornje polovice sloja bude potpuno simetričan donjoj polovici PCB-a.

Drugo, PCB funkcija ravnoteže bakra

1. Usmjeravanje

Bakreni sloj je ugraviran kako bi se formirali tragovi, a bakar koji se koristi kao tragovi prenosi toplinu zajedno sa signalima kroz ploču. To smanjuje štetu od nepravilnog zagrijavanja ploče koja bi mogla uzrokovati lomljenje unutarnjih tračnica.

2. Radijator

Bakar se koristi kao sloj za raspršivanje topline kruga za proizvodnju električne energije, čime se izbjegava upotreba dodatnih komponenti za raspršivanje topline i uvelike smanjuje trošak proizvodnje.

3. Povećajte debljinu vodiča i površinskih jastučića

Bakar koji se koristi kao oplata na PCB-u povećava debljinu vodiča i površinskih površina. Osim toga, robusne međuslojne bakrene veze postižu se kroz obložene prolazne rupe.

4. Smanjena impedancija uzemljenja i pad napona

PCB balansirani bakar smanjuje impedanciju uzemljenja i pad napona, čime se smanjuje buka dok se u isto vrijeme povećava učinkovitost napajanja.

Treće, PCB ravnoteža učinak bakra

U proizvodnji PCB-a, ako raspodjela bakra između slojeva nije ravnomjerna, mogu se pojaviti sljedeći problemi:

1. Neispravna ravnoteža hrpe

Balansiranje snopa znači imati simetrične slojeve u vašem dizajnu, a ideja pri tome je izbjeći područja rizika koja bi se mogla deformirati tijekom sastavljanja snopa i faza laminiranja.

Najbolji način da to učinite je započeti dizajn kućice u središtu ploče i tamo postaviti debele slojeve. Često je strategija dizajnera PCB-a preslikati gornju polovicu skupa s donjom polovicom.

Simetrična superpozicija

2. Slojeviti PCB

Problem uglavnom dolazi od korištenja debljeg bakra (50 um ili više) na jezgrama gdje je površina bakra neuravnotežena, i još gore, gotovo da nema bakrene ispune u uzorku.

U ovom slučaju, bakrenu površinu potrebno je dopuniti "lažnim" područjima ili ravninama kako bi se spriječilo prolijevanje preprega u uzorak i naknadno raslojavanje ili kratko spajanje međuslojeva.

Bez odvajanja PCB-a: 85 posto bakra ispunjeno je unutarnjim slojevima, tako da je dovoljno punjenje prepregom bez rizika od odvajanja.

Nema rizika od raslojavanja PCB-a

Postoji rizik od raslojavanja PCB-a: bakar je ispunjen samo 45 posto, a međuslojni prepreg nije dovoljno ispunjen, te postoji rizik od delaminacije.

3. Debljina dielektričnog sloja je nejednaka

Upravljanje hrpom slojeva ploče ključni je element u projektiranju ploča velike brzine. Kako bi se održala simetrija rasporeda, najsigurniji način je uravnotežiti dielektrični sloj, a debljina dielektričnog sloja treba biti raspoređena simetrično poput krovnih slojeva.

Ali ponekad je teško postići ujednačenost u debljini dielektrika. To je zbog nekih ograničenja proizvodnje. U ovom slučaju, dizajner će morati smanjiti toleranciju i omogućiti nejednaku debljinu i određeni stupanj iskrivljenosti.

simetrični dielektrični sloj

4. Poprečni presjek tiskane ploče je neravan

Jedan od uobičajenih problema neuravnoteženog dizajna je neodgovarajući presjek ploče. Ležišta bakra veća su u nekim slojevima nego u drugima. Ovaj problem proizlazi iz činjenice da se konzistencija bakra ne održava preko različitih slojeva. Kao rezultat toga, kada se sastave, neki slojevi postaju deblji, dok drugi slojevi s niskim taloženjem bakra ostaju tanji. Kada se na ploču pritisne bočno, ona se deformira. Kako bi se to izbjeglo, pokrivenost bakrom mora biti simetrična u odnosu na središnji sloj.

5. Hibridna (mješoviti materijal) laminacija

Ponekad dizajni koriste miješane materijale u krovnim slojevima. Različiti materijali imaju različite toplinske koeficijente (CTC). Ova vrsta hibridne strukture povećava rizik od savijanja tijekom reflow montaže.
Četvrto, utjecaj neravnoteže distribucije bakra

Varijacije u taloženju bakra mogu uzrokovati krivljenje PCB-a. Neka iskrivljenja i nedostaci navedeni su u nastavku:

1. Iskrivljenost

Iskrivljenost nije ništa drugo nego deformacija oblika ploče. Tijekom pečenja i rukovanja pločom, bakrena folija i podloga će doživjeti različite mehaničke ekspanzije i kompresije. To dovodi do odstupanja u njihovom koeficijentu širenja. Nakon toga, unutarnja naprezanja koja se razvijaju na ploči dovode do savijanja.

Ovisno o primjeni, PCB materijal može biti stakloplastika ili bilo koji drugi kompozitni materijal. Tijekom proizvodnog procesa, strujne ploče prolaze kroz više toplinskih obrada. Ako toplina nije ravnomjerno raspoređena i temperatura prelazi koeficijent toplinskog rastezanja (Tg), ploča će se iskriviti.

2. Loša galvanizacija vodljivih uzoraka

Za pravilno postavljanje procesa galvanizacije vrlo je važna ravnoteža bakra na vodljivom sloju. Ako bakar nije u ravnoteži na vrhu i dnu, ili čak u svakom pojedinačnom sloju, može doći do prevlake i dovesti do tragova ili podrezivanja spojeva. To se posebno odnosi na diferencijalne parove s izmjerenim vrijednostima impedancije. Postavljanje ispravnog procesa nanošenja je složeno i ponekad nemoguće. Stoga je važno nadopuniti ravnotežu bakra "lažnim" zakrpama ili punim bakrom.

Dopunjen uravnoteženim bakrom

nema dodatnog ravnotežnog bakra

3. arh

Ako je izljev bakra neuravnotežen, PCB sloj će pokazivati ​​cilindričnu ili sferičnu zakrivljenost. Jednostavnim jezikom, možete reći da su četiri ugla stola fiksirana i da se vrh stola uzdiže iznad njih. Zvao se luk i bio je rezultat tehničkog kvara.

Luk stvara napetost na površini u istom smjeru kao i krivulja. Također, uzrokuje nasumične struje koje teku kroz ploču.

nakloniti se

4. Efekt luka

1) uvijanje

Na izobličenje utječu čimbenici kao što su materijal ploče, debljina itd. Do uvijanja dolazi kada bilo koji kut ploče nije simetrično poravnat s ostalim kutovima. Jedna određena površina ide dijagonalno prema gore, a zatim se ostali kutovi uvijaju. Vrlo slično kao kada se jastuk izvuče iz jednog kuta stola, dok se drugi kut uvija. Molimo pogledajte donju sliku.

efekt izobličenja

2) Šupljine smole

Praznine od smole jednostavno su rezultat nepravilnog bakrenja. Tijekom montažnog naprezanja, naprezanje se primjenjuje na ploču na asimetričan način. Budući da je pritisak bočna sila, površine s tankim naslagama bakra ispuštat će smolu. To stvara prazninu na tom mjestu.

3) Mjerenje luka i uvijanja

Prema IPC{{0}}, najveća dopuštena vrijednost za savijanje i uvijanje je 0,75 posto na pločama sa SMT komponentama i 1,5 posto za ostale ploče. Na temelju ovog standarda također možemo izračunati savijanje i uvijanje za određenu veličinu PCB-a.

Dodatak za luk=duljina ili širina ploče × postotak dodatka za luk / 100

Mjerenje uvijanja uključuje dijagonalnu duljinu ploče. Uzimajući u obzir da je ploča ograničena jednim od uglova i da uvijanje djeluje u oba smjera, faktor 2 je uključen.

Maksimalno dopušteno uvijanje=2 x duljina dijagonale ploče x postotak dopuštenog uvijanja / 100

Ovdje možete vidjeti primjere ploča dugih 4" i širokih 3" s dijagonalom od 5".

Mjerenje torzije pramca

Dodatak za savijanje preko cijele duljine {{0}} x 0,75/100=0,03 inča

Dopušteno savijanje u širini {{0}} x 0,75/100=0.0225 inča

Najveća dopuštena distorzija {{0}} x 5 x 0,75/100=0.075 inča