La produzione di PCB è il processo di costruzione di un PCB fisico da un progetto PCB secondo un determinato insieme di specifiche. Comprendere le specifiche di progettazione è molto importante poiché influisce sulla producibilità, sulle prestazioni e sulla resa produttiva del PCB.
Una delle specifiche di progettazione importanti da seguire è il "rame bilanciato" nella produzione di PCB. È necessario ottenere una copertura di rame coerente in ogni strato dello stackup PCB per evitare problemi elettrici e meccanici che possono ostacolare le prestazioni del circuito.
Cosa significa rame per bilanciamento PCB?
Il rame bilanciato è un metodo di tracce di rame simmetriche in ogni strato dello stackup del PCB, necessario per evitare torsioni, piegature o deformazioni della scheda. Alcuni ingegneri e produttori di layout insistono sul fatto che lo stack speculare della metà superiore dello strato sia completamente simmetrico rispetto Tuttoa metà inferiore del PCB.
Funzione di bilanciamento del rame PCB
Instradamento
Lo strato di rame viene inciso per formare le tracce e il rame utilizzato come tracce trasporta il calore insieme ai segnali su tutta la scheda. Ciò riduce i danni derivanti dal riscaldamento irregolare della tavola che potrebbe causare la rottura delle guide interne.
Radiatore
Il rame viene utilizzato come strato di dissipazione del calore del circuito di generazione di energia, evitando l'uso di componenti aggiuntivi di dissipazione del calore e riducendo notevolmente i costi di produzione.
Aumentare lo spessore dei conduttori e dei pad superficiali
Il rame utilizzato come placcatura su un PCB aumenta lo spessore dei conduttori e dei pad superficiali. Inoltre, robuste connessioni in rame interstrato sono ottenute attraverso fori passanti placcati.
Impedenza di terra e caduta di tensione ridotte
Il rame bilanciato PCB riduce l'impedenza di terra e la caduta di tensione, riducendo così il rumore e, Tuttoo stesso tempo, può migliorare l'efficienza dell'alimentatore.
Effetto rame bilanciamento PCB
Nella produzione di PCB, se la distribuzione del rame tra gli stack non è uniforme, possono verificarsi i seguenti problemi:
Bilanciamento dello stack non corretto
Bilanciare una pila significa avere strati simmetrici nel progetto e l'idea è quella di evitare aree di rischio che potrebbero deformarsi durante le fasi di assemblaggio della pila e di laminazione.
Il modo migliore per farlo è iniziare il progetto della casa impilabile al centro del tabellone e posizionare lì gli strati spessi. Spesso, la strategia del progettista di PCB è quella di rispecchiare la metà superiore dello stackup con la metà inferiore.
Sovrapposizione simmetrica
Stratificazione di PCB
Il problema deriva principalmente dTutto'utilizzo di rame più spesso (50um o più) su nuclei in cui la superficie di rame è sbilanciata e, peggio ancora, non c'è quasi alcun riempimento di rame nel modello.
In questo caso, la superficie di rame deve essere integrata con aree o piani "falsi" per evitare fuoriuscite di preimpregnato nel modello e conseguente delaminazione o cortocircuito tra gli strati.
Nessuna delaminazione del PCB: l'85% del rame è riempito nello strato interno, quindi è sufficiente riempire con preimpregnato, non c'è rischio di delaminazione.
Nessun rischio di delaminazione del PCB
Esiste il rischio di delaminazione del PCB: il rame è riempito solo al 45% e il preimpregnato interstrato non è sufficientemente riempito, quindi esiste il rischio di delaminazione.
Lo spessore dello strato dielettrico non è uniforme
La gestione dello stack dei livelli di scheda è un elemento chiave nella progettazione di schede ad alta velocità. Per mantenere la simmetria del layout, il modo più sicuro è bilanciare lo strato dielettrico e lo spessore dello strato dielettrico dovrebbe essere disposto simmetricamente come gli strati del tetto.
Ma a volte è difficile ottenere l’uniformità dello spessore dielettrico. Ciò è dovuto ad alcuni vincoli di produzione. In questo caso, il progettista dovrà Tuttoentare la tolleranza e consentire uno spessore irregolare e un certo grado di deformazione.
La sezione trasversale del circuito stampato non è uniforme
Uno dei problemi più comuni di progettazione sbilanciata è la sezione trasversale impropria della scheda. I depositi di rame sono più grandi in alcuni strati rispetto ad altri. Questo problema deriva dal fatto che la consistenza del rame non viene mantenuta tra i diversi strati. Di conseguenza, una volta assemblati, alcuni strati diventano più spessi, mentre altri strati con una bassa deposizione di rame rimangono più sottili. Quando viene applicata pressione lateralmente Tuttoa piastra, questa si deforma. Per evitare ciò, la copertura in rame deve essere simmetrica rispetto Tuttoo strato centrale.
Laminazione ibrida (materiale misto).
A volte i progetti utilizzano materiali misti negli strati del tetto. Materiali diversi hanno coefficienti termici diversi (CTC). Questo tipo di struttura ibrida aumenta il rischio di deformazione durante l'assemblaggio di rifusione.
L'influenza della distribuzione sbilanciata del rame
Le variazioni nella deposizione del rame possono causare la deformazione del PCB. Alcune deformazioni e difetti sono menzionati di seguito:
Deformazione
La deformazione non è altro che una deformazione della forma della tavola. Durante la cottura e la manipolazione del pannello, la lamina di rame e il substrato subiranno diverse dilatazioni e compressioni meccaniche. Ciò porta a deviazioni nel loro coefficiente di espansione. Successivamente, le tensioni interne sviluppate sulla tavola portano Tuttoa deformazione.
A seconda dell'applicazione, il materiale del PCB può essere fibra di vetro o qualsiasi altro materiale composito. Durante il processo di produzione, i circuiti stampati vengono sottoposti a molteplici trattamenti termici. Se il calore non è distribuito uniformemente e la temperatura supera il coefficiente di dilatazione termica (Tg), la tavola si deformerà.
Scarsa elettrodeposizione del modello conduttivo
Per impostare correttamente il processo di placcatura è molto importante l'equilibrio del rame sullo strato conduttivo. Se il rame non è bilanciato sulla parte superiore e inferiore, o anche in ogni singolo strato, può verificarsi una sovrapposizione che può portare a tracce o sottoincisioni delle connessioni. Si tratta in particolare di coppie differenziali con valori di impedenza misurati. Impostare il corretto processo di placcatura è complesso e talvolta impossibile. Pertanto, è importante integrare il bilancio del rame con cerotti "falsi" o rame pieno.
Integrato con Rame Bilanciato
Nessun rame di equilibrio supplementare
Se l'arco è sbilanciato, lo strato PCB avrà una curvatura cilindrica o sferica
In un linguaggio semplice, si può dire che i quattro angoli di un tavolo sono fissi e il piano del tavolo si alza sopra di essi. Si chiamava arco ed era il risultato di un problema tecnico
L'arco crea tensione sulla superficie nella stessa direzione della curva. Inoltre, provoca il flusso di correnti casuali attraverso la scheda.
Arco
Effetto fiocco
1. La torsione è influenzata da fattori quali il materiale e lo spessore del circuito stampato. La torsione si verifica quando un angolo qualsiasi della tavola non è Tuttoineato simmetricamente con gli altri angoli. Una particolare superficie sale in diagonale e poi gli altri angoli si torcono. Molto simile a quando un cuscino viene tirato da un angolo di un tavolo mentre l'altro angolo è attorcigliato. Si prega di fare riferimento Tuttoa figura seguente.
Effetto di distorsione
1. I vuoti di resina sono semplicemente il risultato di una placcatura in rame non corretta. Durante lo stress di assemblaggio, lo stress viene applicato Tuttoa piastra in modo asimmetrico. Poiché la pressione è una forza laterale, le superfici con sottili depositi di rame fuoriescono dTuttoa resina. Questo crea un vuoto in quella posizione.
2. Misurazione di curvatura e torsione Secondo IPC-6012, il valore massimo consentito per curvatura e torsione è 0,75% sulle schede con componenti SMT e 1,5% per le altre schede. Sulla base di questo standard, possiamo anche calcolare la piegatura e la torsione per una specifica dimensione del PCB.
Tolleranza dell'arco = lunghezza o larghezza della piastra × percentuale della tolleranza dell'arco / 100
La misurazione della torsione coinvolge la lunghezza diagonale della tavola. Considerando che la piastra è vincolata ad uno degli angoli e la torsione agisce in entrambe le direzioni, è compreso il fattore 2.
Torsione massima consentita = 2 x lunghezza diagonale della tavola x percentuale di tolleranza Tuttoa torsione / 100
Qui puoi vedere esempi di tavole lunghe 4" e larghe 3", con una diagonale di 5".
Tolleranza di piegatura su tutta la lunghezza = 4 x 0,75/100 = 0,03 pollici
Tolleranza di piegatura in larghezza = 3 x 0,75/100 = 0,0225 pollici
Distorsione massima consentita = 2 x 5 x 0,75/100 = 0,075 pollici
