Quant saps sobre el coure equilibrat en PCB (一)

La fabricació de PCB és el procés de construcció d'un PCB físic a partir d'un disseny de PCB segons un conjunt d'especificacions. Entendre les especificacions de disseny és important, ja que afecta la fabricació, el rendiment i el rendiment de producció de PCB.

Una de les especificacions de disseny importants a seguir és "Coure equilibrat" en la fabricació de PCB. S'ha d'aconseguir una cobertura coherent de coure a cada capa de l'apilament de PCB per evitar problemes elèctrics i mecànics que puguin dificultar el rendiment del circuit.

En primer lloc, què significa el coure d'equilibri de PCB?

El coure equilibrat és un mètode de traces de coure simètriques a cada capa de l'apilament de PCB, que és necessari per evitar la torsió, la flexió o la deformació del tauler. Alguns enginyers de disseny i fabricants insisteixen que l'apilament mirall de la meitat superior de la capa sigui completament simètrica a la meitat inferior de la PCB.

En segon lloc, la funció de coure d'equilibri de PCB

1. Encaminament

La capa de coure està gravada per formar les traces, i el coure utilitzat com a traces transporta la calor juntament amb els senyals per tot el tauler. Això redueix els danys per l'escalfament irregular del tauler que podria provocar la ruptura dels rails interns.

2. Radiador

El coure s'utilitza com a capa de dissipació de calor del circuit de generació d'energia, que evita l'ús de components addicionals de dissipació de calor i redueix molt el cost de fabricació.

3. Augmentar el gruix dels conductors i els coixinets de superfície

El coure utilitzat com a revestiment en un PCB augmenta el gruix dels conductors i les terres superficials. A més, s'aconsegueixen connexions de coure entre capes robustes mitjançant forats passants xapats.

4. Impedància de terra i caiguda de tensió reduïdes

El coure equilibrat de PCB redueix la impedància de terra i la caiguda de tensió, reduint així el soroll alhora que augmenta l'eficiència de la font d'alimentació.

En tercer lloc, l'efecte de coure d'equilibri de PCB

En la fabricació de PCB, si la distribució del coure entre capes no és uniforme, es poden produir els problemes següents:

1. Balanç de pila inadequat

Equilibrar una pila significa tenir capes simètriques en el vostre disseny, i la idea de fer-ho és renunciar a les àrees de risc que es puguin deformar durant les etapes de muntatge i laminació de la pila.

La millor manera de fer-ho és començar el disseny de la casa apilada al centre del tauler i col·locar-hi les capes gruixudes. Sovint, l'estratègia del dissenyador de PCB és reflectir la meitat superior de l'apilament amb la meitat inferior.

Superposició simètrica

2. Capes de PCB

El problema prové principalment de l'ús de coure més gruixut (50um o més) en nuclis on la superfície de coure està desequilibrada i, pitjor, gairebé no hi ha farciment de coure al patró.

En aquest cas, la superfície de coure s'ha de complementar amb àrees o plans "falsos" per evitar el vessament de preimpregnat al patró i la posterior delaminació o curtcircuit entre capes.

Sense delaminació de PCB: el 85 per cent del coure s'omple a les capes interiors, de manera que l'ompliment amb preimpregnat és suficient sense risc de delaminació.

Sense risc de delaminació de PCB

Hi ha un risc de delaminació de PCB: el coure només s'omple un 45 per cent, i el preimpregnat entre capes no s'omple prou i hi ha risc de delaminació.

3. El gruix de la capa dielèctrica és desigual

La gestió de la pila de capes de taulers és un element clau en el disseny de taulers d'alta velocitat. Per mantenir la simetria del disseny, la manera més segura és equilibrar la capa dielèctrica i el gruix de la capa dielèctrica s'ha de disposar simètricament com les capes del sostre.

Però de vegades és difícil aconseguir uniformitat en el gruix dielèctric. Això es deu a algunes limitacions de fabricació. En aquest cas, el dissenyador haurà de relaxar la tolerància i permetre un gruix desigual i un cert grau de deformació.

capa dielèctrica simètrica

4. La secció transversal de la placa de circuits és desigual

Un dels problemes comuns de disseny desequilibrat és la secció transversal inadequada del tauler. Els dipòsits de coure són més grans en algunes capes que en altres. Aquest problema prové del fet que la consistència del coure no es manté a través de les diferents capes. Com a resultat, quan es munten, algunes capes es fan més gruixudes, mentre que altres capes amb poca deposició de coure es mantenen més fines. Quan s'aplica pressió lateral a la placa, aquesta es deforma. Per evitar-ho, la cobertura de coure ha de ser simètrica respecte a la capa central.

5. Laminació híbrida (material mixt).

De vegades, els dissenys utilitzen materials barrejats a les capes del sostre. Els diferents materials tenen diferents coeficients tèrmics (CTC). Aquest tipus d'estructura híbrida augmenta el risc de deformació durant el muntatge de reflux.
En quart lloc, la influència del desequilibri de distribució del coure

Les variacions en la deposició de coure poden provocar deformacions de PCB. A continuació s'esmenten algunes deformacions i defectes:

1. Deformació

La deformació no és més que una deformació de la forma del tauler. Durant la cocció i manipulació del tauler, la làmina de coure i el substrat patiran diferents expansió i compressió mecànica. Això condueix a desviacions en el seu coeficient d'expansió. Posteriorment, les tensions internes desenvolupades al tauler condueixen a deformacions.

Depenent de l'aplicació, el material PCB pot ser fibra de vidre o qualsevol altre material compost. Durant el procés de fabricació, les plaques de circuit se sotmeten a múltiples tractaments tèrmics. Si la calor no es distribueix uniformement i la temperatura supera el coeficient d'expansió tèrmica (Tg), el tauler es deformarà.

2. Galvanització deficient dels patrons conductors

Per configurar correctament el procés de revestiment, l'equilibri de coure a la capa conductora és molt important. Si el coure no s'equilibra a la part superior i inferior, o fins i tot a cada capa individual, es pot produir un sobreplacat i provocar rastres o subgravats de les connexions. En particular, es tracta de parells diferencials amb valors d'impedància mesurats. Configurar el procés de revestiment correcte és complex i de vegades impossible. Per tant, és important complementar l'equilibri de coure amb pegats "falsos" o coure complet.

Complementat amb coure equilibrat

sense saldo suplementari de coure

3. Arch

Si l'abocament de coure està desequilibrat, la capa de PCB mostrarà una curvatura cilíndrica o esfèrica. En llenguatge senzill, es pot dir que les quatre cantonades d'una taula estan fixes i la part superior de la taula s'aixeca per sobre. Es deia l'arc i era el resultat d'una fallada tècnica.

L'arc crea tensió a la superfície en la mateixa direcció que la corba. A més, fa que flueixin corrents aleatòries pel tauler.

arc

4. Efecte llaç

1) gir

La distorsió es veu afectada per factors com el material del tauler, el gruix, etc. El gir es produeix quan qualsevol cantonada del tauler no està alineada simètricament amb les altres cantonades. Una superfície en particular puja en diagonal i després les altres cantonades es retorcen. Molt semblant a quan s'estira un coixí d'una cantonada d'una taula mentre l'altra cantonada es retorça. Consulteu la figura següent.

efecte de distorsió

2) Buits de resina

Els buits de resina són simplement el resultat d'un recobriment de coure inadequat. Durant l'esforç de muntatge, s'aplica una tensió a la placa de manera asimètrica. Com que la pressió és una força lateral, les superfícies amb dipòsits prims de coure sagnaran la resina. Això crea un buit en aquest lloc.

3) Mesura d'arc i gir

Segons l'IPC{{0}}, el valor màxim permès per a la flexió i la torsió és del 0,75 per cent en plaques amb components SMT i de l'1,5 per cent per a altres plaques. A partir d'aquest estàndard, també podem calcular la flexió i la torsió per a una mida de PCB específica.

Limitació d'arc=llargada o amplada de la placa × percentatge de marge d'arc / 100

La mesura de gir implica la longitud diagonal del tauler. Tenint en compte que la placa està limitada per una de les cantonades i el gir actua en ambdues direccions, s'inclou el factor 2.

Torsió màxima admissible=2 x longitud de la diagonal del tauler x percentatge de marge de gir / 100

Aquí podeu veure exemples de taulers de 4" de llarg i 3" d'ample, amb una diagonal de 5".

Mesura de la torsió d'arc

Capacitat de flexió en tota la longitud {{0}} x 0,75/100=0,03 polzades

Capacitat de flexió en amplada {{0}} x 0,75/100=0,0225 polzades

Distorsió màxima permesa {{0}} x 5 x 0,75/100=0,075 polzades