Hvor meget ved du om det balancerede kobber i PCB(一)

PCB-fremstilling er processen med at bygge et fysisk PCB fra et PCB-design i henhold til et sæt specifikationer. Det er vigtigt at forstå designspecifikationer, da det påvirker PCB-fremstilling, ydeevne og produktionsudbytte.

En af de vigtige designspecifikationer, der skal følges, er "Balanceret kobber" i PCB-fremstilling. Der skal opnås ensartet kobberdækning i hvert lag af PCB-stablingen for at undgå elektriske og mekaniske problemer, der kan hindre kredsløbets ydeevne.

For det første, hvad betyder PCB balance kobber?

Balanceret kobber er en metode til symmetriske kobberspor i hvert lag af PCB-stablen, hvilket er nødvendigt for at undgå vridning, bøjning eller vridning af pladen. Nogle layout-ingeniører og producenter insisterer på, at den spejlede opbygning af den øverste halvdel af laget er fuldstændig symmetrisk med den nederste halvdel af printkortet.

For det andet, PCB balance kobber funktion

1. Ruteføring

Kobberlaget ætses for at danne sporene, og kobberet, der bruges som sporene, bærer varmen sammen med signalerne gennem hele brættet. Dette reducerer skader fra uregelmæssig opvarmning af pladen, der kan få indvendige skinner til at knække.

2. Radiator

Kobber bruges som varmeafledningslaget i strømgenereringskredsløbet, hvilket undgår brugen af ​​yderligere varmeafledningskomponenter og i høj grad reducerer fremstillingsomkostningerne.

3. Øg tykkelsen af ​​ledere og overfladepuder

Kobber, der bruges som plettering på et PCB, øger tykkelsen af ​​ledere og overfladeområder. Derudover opnås robuste kobberforbindelser mellem lag gennem pletterede gennemgående huller.

4. Reduceret jordimpedans og spændingsfald

PCB-balanceret kobber reducerer jordimpedans og spændingsfald og reducerer derved støj og øger samtidig effektiviteten af ​​strømforsyningen.

For det tredje, PCB balance kobber effekt

I PCB-fremstilling, hvis fordelingen af ​​kobber mellem lagene ikke er ensartet, kan følgende problemer opstå:

1. Forkert stakbalance

At balancere en stak betyder at have symmetriske lag i dit design, og ideen med at gøre det er at give afkald på risikoområder, der kan deformeres under stablen montering og laminering.

Den bedste måde at gøre dette på er at starte stabelhusets design i midten af ​​brættet og placere de tykke lag der. Ofte er PCB-designerens strategi at spejle den øverste halvdel af stackup'en med den nederste halvdel.

Symmetrisk superposition

2. PCB lagdeling

Problemet kommer hovedsageligt fra at bruge tykkere kobber (50um eller mere) på kerner, hvor kobberoverfladen er ubalanceret, og værre er der næsten ingen kobberfyld i mønsteret.

I dette tilfælde skal kobberoverfladen suppleres med "falske" områder eller planer for at forhindre spild af prepreg ind i mønsteret og efterfølgende delaminering eller kortslutning mellem lag.

Ingen PCB-delaminering: 85 procent af kobberet er fyldt på de inderste lag, så påfyldning med prepreg er tilstrækkelig uden risiko for delaminering.

Ingen risiko for PCB-delaminering

Der er risiko for PCB-delaminering: kobberet er kun fyldt 45 procent, og mellemlags-prepreg er utilstrækkeligt fyldt, og der er risiko for delaminering.

3. Tykkelsen af ​​det dielektriske lag er ujævn

Board layer stack management er et nøgleelement i design af højhastighedstavler. For at bevare symmetrien af ​​layoutet er den sikreste måde at afbalancere det dielektriske lag, og tykkelsen af ​​det dielektriske lag skal arrangeres symmetrisk som taglagene.

Men det er nogle gange vanskeligt at opnå ensartethed i dielektrisk tykkelse. Dette skyldes nogle produktionsbegrænsninger. I dette tilfælde bliver designeren nødt til at slække på tolerancen og tillade ujævn tykkelse og en vis grad af skævhed.

symmetrisk dielektrisk lag

4. Tværsnittet af printkortet er ujævnt

Et af de almindelige ubalancerede designproblemer er ukorrekt bordtværsnit. Kobberaflejringer er større i nogle lag end andre. Dette problem stammer fra det faktum, at kobberets konsistens ikke opretholdes på tværs af de forskellige lag. Som et resultat, når de samles, bliver nogle lag tykkere, mens andre lag med lav kobberaflejring forbliver tyndere. Når der påføres tryk lateralt på pladen, deformeres den. For at undgå dette skal kobberdækningen være symmetrisk i forhold til midterlaget.

5. Hybrid (blandet materiale) laminering

Nogle gange bruger designs blandede materialer i taglagene. Forskellige materialer har forskellige termiske koefficienter (CTC). Denne type hybridstruktur øger risikoen for vridning under reflow-samling.
For det fjerde indflydelsen af ​​kobberfordeling ubalance

Variationer i kobberaflejring kan forårsage PCB-forvridning. Nogle skævheder og defekter er nævnt nedenfor:

1. Warpage

Forvridning er intet andet end en deformation af brættets form. Under bagningen og håndteringen af ​​pladen vil kobberfolien og substratet gennemgå forskellig mekanisk ekspansion og kompression. Dette fører til afvigelser i deres ekspansionskoefficient. Efterfølgende fører interne spændinger udviklet på pladen til vridning.

Afhængigt af anvendelsen kan PCB-materialet være glasfiber eller et hvilket som helst andet kompositmateriale. Under fremstillingsprocessen gennemgår printplader flere varmebehandlinger. Hvis varmen ikke er jævnt fordelt, og temperaturen overstiger termisk udvidelseskoefficient (Tg), vil pladen deformeres.

2. Dårlig galvanisering af ledende mønstre

For korrekt opsætning af pletteringsprocessen er balancen af ​​kobber på det ledende lag meget vigtig. Hvis kobberet ikke er afbalanceret på top og bund, eller endda i hvert enkelt lag, kan der opstå overbelægning og føre til spor eller underætsning af forbindelser. Det drejer sig især om differentialpar med målte impedansværdier. Opsætning af den korrekte pletteringsproces er kompleks og nogle gange umulig. Derfor er det vigtigt at supplere kobberbalancen med "falske" lapper eller fuld kobber.

Suppleret med balanceret kobber

ingen supplerende balance kobber

3. Bue

Hvis kobberhældningen er ubalanceret, vil PCB-laget udvise cylindrisk eller sfærisk krumning. I et simpelt sprog kan du sige, at de fire hjørner af et bord er faste og toppen af ​​bordet hæver sig over det. Det blev kaldt buen og var resultatet af en teknisk fejl.

Buen skaber spænding på overfladen i samme retning som kurven. Det får også tilfældige strømme til at flyde gennem brættet.

sløjfe

4. Bue effekt

1) vride

Forvrængning påvirkes af faktorer som plademateriale, tykkelse osv. Vridning opstår, når et af hjørnerne af brættet ikke er symmetrisk på linje med de andre hjørner. En bestemt overflade går diagonalt op, og så snoer de andre hjørner sig. Meget lig, når en pude trækkes fra det ene hjørne af et bord, mens det andet hjørne er snoet. Se venligst nedenstående figur.

forvrængningseffekt

2) Harpikshulrum

Harpikshulrum er simpelthen resultatet af forkert kobberbelægning. Under montagespænding påføres spænding på pladen på en asymmetrisk måde. Da tryk er en lateral kraft, vil overflader med tynde kobberaflejringer bløde harpiks. Dette skaber et tomrum på det pågældende sted.

3) Måling af bue og snoning

Ifølge IPC{{0}} er den maksimalt tilladte værdi for bøjning og snoning 0,75 procent på boards med SMT-komponenter og 1,5 procent for andre boards. Ud fra denne standard kan vi også beregne bøjning og snoning for en bestemt printstørrelse.

Buegodtgørelse=pladelængde eller -bredde × procent af buegodtgørelse / 100

Snoningsmålingen involverer brættets diagonallængde. I betragtning af at pladen er begrænset af et af hjørnerne, og vridningen virker i begge retninger, er faktor 2 inkluderet.

Maksimalt tilladt drejning=2 x tavlens diagonallængde x drejningsgodtgørelsesprocent / 100

Her kan du se eksempler på brædder, der er 4" lange og 3" brede, med en 5" diagonal.

Bovtorsionsmåling

Bøjningsgodtgørelse over hele længden {{0}} x 0,75/100=0,03 tommer

Bøjningsgodtgørelse i bredden {{0}} x 0,75/100=0.0225 tommer

Maksimal tilladt forvrængning {{0}} x 5 x 0,75/100=0,075 tommer