Koliko veste o uravnoteženem bakru v PCB (一)

Izdelava tiskanega vezja je postopek izdelave fizičnega tiskanega vezja iz zasnove tiskanega vezja v skladu z nizom specifikacij. Razumevanje konstrukcijskih specifikacij je pomembno, saj vpliva na možnost izdelave PCB, zmogljivost in proizvodni donos.

Ena od pomembnih konstrukcijskih specifikacij, ki jim je treba slediti, je "uravnotežen baker" pri proizvodnji tiskanih vezij. Dosledno pokritost z bakrom je treba doseči v vsaki plasti nabora PCB, da se izognete električnim in mehanskim težavam, ki lahko ovirajo delovanje vezja.

Prvič, kaj pomeni PCB ravnovesje bakra?

Uravnoteženi baker je metoda simetričnih bakrenih sledi v vsaki plasti tiskanega vezja, ki je potrebna, da se prepreči zvijanje, upogibanje ali zvijanje plošče. Nekateri načrtovalci in proizvajalci vztrajajo, da mora biti zrcalni nabor zgornje polovice plasti popolnoma simetričen glede na spodnjo polovico tiskanega vezja.

Drugič, funkcija ravnotežja PCB bakra

1. Usmerjanje

Bakrena plast je jedkana, da tvori sledi, in baker, uporabljen kot sledi, prenaša toploto skupaj s signali po celotni plošči. To zmanjša škodo zaradi nepravilnega segrevanja plošče, ki bi lahko povzročila zlom notranjih tirnic.

2. Radiator

Baker se uporablja kot plast za odvajanje toplote v tokokrogu za proizvodnjo električne energije, s čimer se izognemo uporabi dodatnih komponent za odvajanje toplote in močno zmanjšamo proizvodne stroške.

3. Povečajte debelino vodnikov in površinskih blazinic

Baker, ki se uporablja kot prevleka na tiskanem vezju, poveča debelino prevodnikov in površin. Poleg tega so robustne medslojne bakrene povezave dosežene s prevlečenimi skoznjimi luknjami.

4. Zmanjšana ozemljitvena impedanca in padec napetosti

PCB uravnotežen baker zmanjša ozemljitveno impedanco in padec napetosti, s čimer zmanjša hrup in hkrati poveča učinkovitost napajanja.

Tretjič, PCB ravnotežje učinek bakra

Če pri proizvodnji PCB porazdelitev bakra med plastmi ni enakomerna, lahko pride do naslednjih težav:

1. Nepravilno ravnovesje skladov

Uravnoteženje sklada pomeni imeti simetrične plasti v vašem dizajnu, ideja pri tem pa je, da se odrečete območjem tveganja, ki bi se lahko deformirala med sestavljanjem sklada in stopnjami laminiranja.

Najboljši način za to je, da začnete z zasnovo skladovnice na sredini plošče in tja položite debele plasti. Pogosto je strategija oblikovalca PCB zrcaljenje zgornje polovice nabora s spodnjo polovico.

Simetrična superpozicija

2. Plastenje PCB

Težava je predvsem posledica uporabe debelejšega bakra (50 um ali več) na jedrih, kjer je bakrena površina neuravnotežena, in kar je še huje, v vzorcu skoraj ni bakrenega polnila.

V tem primeru je treba bakreno površino dopolniti z "lažnimi" območji ali ravninami, da se prepreči razlitje preprega v vzorec in posledično delaminacija ali vmesni stik.

Brez razslojevanja PCB: 85 odstotkov bakra je napolnjenega z notranjimi plastmi, tako da zadostuje polnjenje s prepregom brez tveganja razslojevanja.

Brez tveganja razslojevanja PCB

Obstaja nevarnost razslojevanja PCB: baker je napolnjen samo 45 odstotkov, vmesni prepreg pa ni dovolj napolnjen, zato obstaja tveganje razslojevanja.

3. Debelina dielektrične plasti je neenakomerna

Upravljanje skladov plasti plošče je ključni element pri načrtovanju plošč visoke hitrosti. Da bi ohranili simetrijo postavitve, je najvarnejši način uravnoteženje dielektrične plasti, debelina dielektrične plasti pa mora biti razporejena simetrično kot strešne plasti.

Toda včasih je težko doseči enotnost v debelini dielektrika. To je posledica nekaterih proizvodnih omejitev. V tem primeru bo oblikovalec moral zmanjšati toleranco in omogočiti neenakomerno debelino in določeno stopnjo zvitosti.

simetrična dielektrična plast

4. Prerez vezja je neenakomeren

Ena od pogostih neuravnoteženih konstrukcijskih težav je nepravilen prerez plošče. Nahajališča bakra so v nekaterih plasteh večja kot v drugih. Ta težava izhaja iz dejstva, da se konsistenca bakra ne ohrani v različnih plasteh. Posledično se pri sestavljanju nekatere plasti odebelijo, druge plasti z nizko vsebnostjo bakra pa ostanejo tanjše. Ob bočnem pritisku na ploščo se ta deformira. Da bi se temu izognili, mora biti prevleka z bakrom simetrična glede na sredinsko plast.

5. Hibridna (mešani material) laminacija

Včasih načrti uporabljajo mešane materiale v strešnih slojih. Različni materiali imajo različne toplotne koeficiente (CTC). Ta vrsta hibridne strukture poveča tveganje zvijanja med montažo reflow.
Četrtič, vpliv neravnovesja porazdelitve bakra

Spremembe v nanosu bakra lahko povzročijo zvijanje PCB. Nekatere deformacije in napake so omenjene spodaj:

1. Zvitost

Zvitost ni nič drugega kot deformacija oblike deske. Med peko in ravnanjem s ploščo bosta bakrena folija in podlaga podvržena različnim mehanskim raztezanjem in stiskanjem. To vodi do odstopanj v njihovem koeficientu raztezanja. Pozneje notranje napetosti, ki se razvijejo na plošči, povzročijo upogibanje.

Odvisno od uporabe je material PCB lahko steklena vlakna ali kateri koli drug kompozitni material. Med proizvodnim procesom so vezja večkrat toplotno obdelana. Če toplota ni enakomerno porazdeljena in temperatura presega koeficient toplotne razteznosti (Tg), se bo plošča zvila.

2. Slaba galvanizacija prevodnih vzorcev

Za pravilno nastavitev postopka galvanizacije je ravnovesje bakra na prevodni plasti zelo pomembno. Če baker ni uravnotežen na vrhu in na dnu ali celo v vsaki posamezni plasti, lahko pride do preplastitve in povzroči sledove ali podjedkanje povezav. Še posebej to zadeva diferencialne pare z izmerjenimi vrednostmi impedance. Nastavitev pravilnega postopka nanašanja je zapletena in včasih nemogoča. Zato je pomembno, da bakreno ravnotežje dopolnite z "lažnimi" obliži ali polnim bakrom.

Dopolnjen z uravnoteženim bakrom

brez dodatnega ravnotežnega bakra

3. Arch

Če je izliv bakra neuravnotežen, bo plast PCB pokazala cilindrično ali sferično ukrivljenost. V preprostem jeziku lahko rečemo, da so štirje vogali mize pritrjeni in vrh mize se dviga nad njo. Imenoval se je lok in je bil posledica tehnične napake.

Lok ustvarja napetost na površini v isti smeri kot krivulja. Prav tako povzroči, da skozi ploščo tečejo naključni tokovi.

lok

4. Učinek loka

1) zasuk

Na popačenje vplivajo dejavniki, kot so material plošče, debelina itd. Do zasuka pride, ko katerikoli vogal plošče ni simetrično poravnan z drugimi vogali. Ena določena površina se dvigne diagonalno, nato pa se drugi vogali zasukajo. Zelo podobno, kot če blazino potegnemo iz enega vogala mize, drugi vogal pa zvijemo. Glejte spodnjo sliko.

učinek popačenja

2) Praznine smole

Praznine smole so preprosto rezultat nepravilnega bakrenja. Med napetostjo pri sestavljanju je napetost na ploščo asimetrična. Ker je pritisk bočna sila, bo s površin s tankimi nanosi bakra izstopila smola. To ustvari praznino na tem mestu.

3) Merjenje loka in zasuka

V skladu z IPC{{0}} je največja dovoljena vrednost za upogib in zvijanje 0,75 odstotka na ploščah s komponentami SMT in 1,5 odstotka za druge plošče. Na podlagi tega standarda lahko izračunamo tudi upogib in zasuk za določeno velikost PCB.

Dodatek za lok=dolžina ali širina plošče × odstotek dodatka za lok / 100

Merjenje zasuka vključuje diagonalno dolžino deske. Glede na to, da je plošča omejena z enim od vogalov in zasuk deluje v obe smeri, je vključen faktor 2.

Največji dovoljeni zasuk=2 x dolžina diagonale plošče x odstotek dovoljenega zasuka / 100

Tukaj si lahko ogledate primere plošč, ki so dolge 4" in široke 3" z diagonalo 5".

Merjenje torzije premca

Dodatek za upogibanje po celotni dolžini {{0}} x 0,75/100=0,03 palcev

Dodatek za upogibanje v širini {{0}} x 0,75/100=0.0225 palcev

Največje dovoljeno popačenje {{0}} x 5 x 0,75/100=0.075 palcev