PCB'deki Dengeli Bakır Hakkında Ne Kadar Biliyorsunuz(一)

PCB üretimi, bir dizi spesifikasyona göre bir PCB tasarımından fiziksel bir PCB oluşturma işlemidir. Tasarım özelliklerini anlamak, PCB üretilebilirliğini, performansını ve üretim verimini etkilediği için önemlidir.

İzlenmesi gereken önemli tasarım özelliklerinden biri, PCB imalatında "Dengeli Bakır" dır. Devre performansını engelleyebilecek elektriksel ve mekanik sorunlardan kaçınmak için PCB yığınının her katmanında tutarlı bakır kapsamı elde edilmelidir.

İlk olarak, PCB denge bakır ne anlama geliyor?

Dengeli bakır, kartın bükülmesini, bükülmesini veya bükülmesini önlemek için gerekli olan PCB yığınının her katmanında simetrik bakır izleri yöntemidir. Bazı düzen mühendisleri ve imalatçılar, katmanın üst yarısının aynalanmış yığınının PCB'nin alt yarısına tamamen simetrik olması konusunda ısrar ediyor.

İkincisi, PCB denge bakır işlevi

1. Yönlendirme

İzleri oluşturmak için bakır katman kazınmıştır ve izler olarak kullanılan bakır, kart boyunca sinyallerle birlikte ısıyı taşır. Bu, dahili rayların kırılmasına neden olabilecek kartın düzensiz ısınmasından kaynaklanan hasarı azaltır.

2. Radyatör

Bakır, ek ısı dağıtma bileşenlerinin kullanımını önleyen ve üretim maliyetini büyük ölçüde azaltan, güç üretim devresinin ısı dağıtma katmanı olarak kullanılır.

3. İletkenlerin ve yüzey pedlerinin kalınlığını artırın

Bir PCB üzerinde kaplama olarak kullanılan bakır, iletkenlerin ve yüzey topraklarının kalınlığını artırır. Ek olarak, kaplamalı açık delikler aracılığıyla sağlam ara katman bakır bağlantıları elde edilir.

4. Azaltılmış toprak empedansı ve voltaj düşüşü

PCB dengeli bakır, toprak empedansını ve voltaj düşüşünü azaltır, böylece gürültüyü azaltırken aynı zamanda güç kaynağının verimliliğini artırır.

Üçüncüsü, PCB dengesi bakır etkisi

PCB üretiminde, bakırın katmanlar arasındaki dağılımı düzgün değilse, aşağıdaki sorunlar ortaya çıkabilir:

1. Uygun olmayan yığın dengesi

Bir yığını dengelemek, tasarımınızda simetrik katmanlara sahip olmak anlamına gelir ve bunu yapmadaki fikir, yığın birleştirme ve laminasyon aşamaları sırasında deforme olabilecek riskli alanlardan kaçınmaktır.

Bunu yapmanın en iyi yolu, yığın ev tasarımına tahtanın ortasından başlamak ve kalın katmanları buraya yerleştirmektir. Çoğu zaman, PCB tasarımcısının stratejisi, yığının üst yarısını alt yarısıyla yansıtmaktır.

simetrik süperpozisyon

2. PCB katmanlaması

Sorun esas olarak, bakır yüzeyinin dengesiz olduğu damarlarda daha kalın bakır (50um veya daha fazla) kullanılmasından kaynaklanır ve daha da kötüsü, desende neredeyse hiç bakır dolgusu yoktur.

Bu durumda, prepreg'in kalıba dökülmesini ve müteakip delaminasyonu veya katmanlar arası kısa devreyi önlemek için bakır yüzeyin "yanlış" alanlar veya düzlemlerle desteklenmesi gerekir.

PCB delaminasyonu yok: Bakırın yüzde 85'i iç katmanlarda doldurulur, bu nedenle delaminasyon riski olmadan prepreg ile doldurmak yeterlidir.

PCB delaminasyonu riski yok

PCB delaminasyonu riski vardır: bakır sadece yüzde 45 oranında doldurulmuştur ve ara katman prepreg yetersiz doldurulmuştur ve delaminasyon riski vardır.

3. Dielektrik tabakanın kalınlığı eşit değil

Kart katmanı yığını yönetimi, yüksek hızlı kartların tasarlanmasında önemli bir unsurdur. Yerleşim düzeninin simetrisini sağlamak için en güvenli yol dielektrik tabakayı dengelemek ve dielektrik tabakanın kalınlığı da çatı tabakaları gibi simetrik olarak düzenlenmelidir.

Ancak dielektrik kalınlıkta tekdüzelik elde etmek bazen zordur. Bu, bazı üretim kısıtlamalarından kaynaklanmaktadır. Bu durumda, tasarımcının toleransı gevşetmesi ve eşit olmayan kalınlığa ve bir dereceye kadar eğriliğe izin vermesi gerekecektir.

simetrik dielektrik katman

4. Devre kartının kesiti eşit değil

Yaygın dengesiz tasarım sorunlarından biri, uygun olmayan tahta kesitidir. Bakır birikintileri bazı katmanlarda diğerlerinden daha büyüktür. Bu sorun, bakırın kıvamının farklı katmanlarda korunmamasından kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, birleştirildiğinde bazı katmanlar kalınlaşırken, bakır birikimi düşük olan diğer katmanlar daha ince kalır. Plakaya yandan basınç uygulandığında deforme olur. Bunu önlemek için, bakır kaplama merkez katmana göre simetrik olmalıdır.

5. Hibrit (karışık malzeme) laminasyon

Bazen tasarımlar çatı katmanlarında karışık malzemeler kullanır. Farklı malzemelerin farklı termal katsayıları (CTC) vardır. Bu tip hibrit yapı, yeniden akış montajı sırasında eğrilme riskini artırır.
Dördüncüsü, bakır dağıtım dengesizliğinin etkisi

Bakır birikimindeki değişiklikler PCB'nin bükülmesine neden olabilir. Bazı çarpıklıklar ve kusurlar aşağıda belirtilmiştir:

1. Çarpıklık

Çarpıklık, tahtanın şeklinin bozulmasından başka bir şey değildir. Tahtanın pişirilmesi ve işlenmesi sırasında, bakır folyo ve alt tabaka farklı mekanik genleşme ve sıkıştırmaya maruz kalacaktır. Bu, genleşme katsayılarında sapmalara yol açar. Daha sonra, levha üzerinde oluşan iç gerilimler eğilmeye neden olur.

Uygulamaya bağlı olarak, PCB malzemesi cam elyafı veya başka herhangi bir kompozit malzeme olabilir. Üretim sürecinde, devre kartları birden fazla ısıl işleme tabi tutulur. Isı eşit olarak dağılmazsa ve sıcaklık termal genleşme katsayısını (Tg) aşarsa, tahta eğilir.

2. İletken modellerin zayıf galvanik kaplaması

Kaplama işlemini düzgün bir şekilde ayarlamak için iletken tabaka üzerindeki bakır dengesi çok önemlidir. Bakır üstte ve altta veya hatta her bir katmanda dengeli değilse, üst kaplama meydana gelebilir ve bağlantıların izine veya altında aşınmaya neden olabilir. Bu özellikle ölçülen empedans değerlerine sahip diferansiyel çiftlerle ilgilidir. Doğru kaplama işlemini ayarlamak karmaşıktır ve bazen imkansızdır. Bu nedenle, bakır dengesini "sahte" yamalar veya tam bakır ile desteklemek önemlidir.

Dengeli Bakır ile Takviye Edilmiştir

ek denge bakır yok

3. kemer

Bakır dökümü dengesizse, PCB katmanı silindirik veya küresel bir eğrilik sergileyecektir. Basit bir dille, bir masanın dört köşesinin sabit olduğunu ve masanın tepesinin onun üzerinde yükseldiğini söyleyebilirsiniz. Pruva olarak adlandırılıyordu ve teknik bir arızanın sonucuydu.

Yay, eğri ile aynı yönde yüzeyde gerilim oluşturur. Ayrıca, pano boyunca rastgele akımların akmasına neden olur.

yay

4. Yay efekti

1) büküm

Bozulma, levha malzemesi, kalınlık vb. faktörlerden etkilenir. Bükülme, levhanın herhangi bir köşesinin diğer köşelerle simetrik olarak hizalanmaması durumunda oluşur. Belirli bir yüzey çapraz olarak yükselir ve ardından diğer köşeler bükülür. Masanın bir köşesinden minder çekilirken diğer köşesinin bükülmesine çok benzer. Lütfen aşağıdaki şekle bakın.

bozulma etkisi

2) Reçine boşlukları

Reçine boşlukları, basitçe yanlış bakır kaplamanın sonucudur. Montaj gerilimi sırasında, plakaya asimetrik bir şekilde gerilim uygulanır. Basınç yanal bir kuvvet olduğundan, ince bakır birikintileri olan yüzeyler reçineyi akıtır. Bu, o konumda bir boşluk oluşturur.

3) Yay ve Büküm Ölçümü

IPC{{0}}'ye göre, bükülme ve bükülme için izin verilen maksimum değer, SMT bileşenlerine sahip panolarda yüzde 0,75 ve diğer panolarda yüzde 1,5'tir. Bu standarda dayanarak, belirli bir PCB boyutu için bükülme ve bükülmeyi de hesaplayabiliriz.

Pruva payı=levha uzunluğu veya genişliği × pruva payı yüzdesi / 100

Büküm ölçümü, tahtanın köşegen uzunluğunu içerir. Plakanın köşelerden biri tarafından sınırlandığı ve bükülmenin her iki yönde de etki ettiği düşünüldüğünde, faktör 2 dahil edilmiştir.

İzin verilen maksimum büküm=2 x tahta köşegen uzunluğu x büküm payı yüzdesi / 100

Burada 4" uzunluğunda ve 3" genişliğinde, 5" köşegenli pano örneklerini görebilirsiniz.

Baş Burulma Ölçümü

Tüm uzunluk boyunca bükülme payı {{0}} x 0,75/100=0,03 inç

{{0}} x 0,75/100=0,0225 inç genişliğinde bükülme payı

İzin verilen maksimum bozulma {{0} x 5 x 0,75/100=0,075 inç