PCB üretimi, belirli spesifikasyonlara göre bir PCB tasarımından fiziksel bir PCB oluşturma işlemidir. PCB'nin üretilebilirliğini, performansını ve üretim verimini etkilediği için tasarım spesifikasyonunu anlamak çok önemlidir.
Takip edilmesi gereken önemli tasarım özelliklerinden biri PCB üretiminde "Dengeli Bakır"dır. Devre performansını engelleyebilecek elektriksel ve mekanik sorunları önlemek için PCB yığınının her katmanında tutarlı bakır kapsamı sağlanmalıdır.
PCB dengesi bakır ne anlama geliyor?
Dengeli bakır, PCB yığınının her katmanında, kartın bükülmesini, bükülmesini veya bükülmesini önlemek için gerekli olan simetrik bakır izlerinin bulunduğu bir yöntemdir. Bazı yerleşim mühendisleri ve üreticileri, katmanın üst yarısının yansıtılmış yığınının PCB'nin alt yarısına tamamen simetrik olması konusunda ısrar ediyor.
PCB dengesi bakır fonksiyonu
Yönlendirme
Bakır katman, izleri oluşturmak üzere kazınır ve izler olarak kullanılan bakır, ısıyı sinyTümerle birlikte kart boyunca taşır. Bu, iç rayların kırılmasına neden olabilecek panelin düzensiz ısınmasından kaynaklanan hasarı azaltır.
Radyatör
Bakır, güç üretim devresinin ısı dağıtma katmanı olarak kullanılır; bu, ek ısı dağıtma bileşenlerinin kullanılmasını önler ve üretim maliyetini büyük ölçüde azaltır.
İletkenlerin ve yüzey pedlerinin kalınlığını artırın
PCB üzerinde kaplama olarak kullanılan bakır, iletkenlerin ve yüzey pedlerinin kalınlığını arttırır. Ek olarak, kaplamalı delikler aracılığıyla sağlam ara katman bakır bağlantıları elde edilir.
Azaltılmış toprak empedansı ve voltaj düşüşü
PCB dengeli bakır, toprak empedansını ve voltaj düşüşünü azaltarak gürültüyü azaltır ve aynı zamanda güç kaynağının verimliliğini artırabilir.
PCB dengesi bakır etkisi
PCB üretiminde bakırın istifler arasındaki dağılımı eşit değilse aşağıdaki sorunlar ortaya çıkabilir::
Uygun olmayan yığın dengesi
Bir yığını dengelemek, tasarımınızda simetrik katmanlara sahip olmak anlamına gelir ve bunu yaparken amaç, yığının montajı ve laminasyon aşamaları sırasında deforme olabilecek risk alanlarından 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 yarısına yansıtmaktır.
Simetrik Süperpozisyon
PCB katmanlaması
Sorun esas olarak, bakır yüzeyinin dengesiz olduğu ve daha da kötüsü, deGöndermeke neredeyse hiç bakır dolgunun bulunmadığı çekirdeklerde daha kalın bakır (50um veya daha fazla) kullanılmasından kaynaklanmaktadır.
Bu durumda, önceden emprenye edilmiş malzemenin desene dökülmesini ve müteakip delaminasyonu veya katmanlar arası kısa devreyi önlemek için bakır yüzeyinin "yanlış" alanlar veya düzlemlerle desteklenmesi gerekir.
PCB delaminasyonu yok: Bakırın %85'i iç katmanda doldurulmuştur, bu nedenle prepreg ile doldurmak yeterlidir, delaminasyon riski yoktur.
PCB Delaminasyonu Riski Yok
PCB delaminasyonu riski vardır: bakır yalnızca %45 oranında doldurulur ve ara katman ön emprenyesi yeterince doldurulmaz ve delaminasyon riski vardır.
Dielektrik tabakanın kalınlığı eşit değildir
Kart katmanı yığın yönetimi, yüksek hızlı kartların tasarlanmasında önemli bir unsurdur. Düzenin simetrisini korumak için en güvenli yol dielektrik katmanı dengelemek olup, dielektrik katmanın kalınlığı da çatı katmanları gibi simetrik olarak düzenlenmelidir.
Ancak bazen dielektrik kalınlıkta tekdüzelik elde etmek zordur. Bunun nedeni bazı üretim kısıtlamalarıdır. Bu durumda tasarımcının toleransı gevşetmesi ve eşit olmayan kalınlığa ve bir miktar çarpıklığa izin vermesi gerekecektir.
Devre kartının kesiti eşit değil
Yaygın dengesiz tasarım sorunlarından biri uygunsuz pano kesitidir. Bakır yatakları bazı katmanlarda diğerlerinden daha büyüktür. Bu sorun, bakırın tutarlılığının farklı katmanlar arasında korunmamasından kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, birleştirildiğinde bazı katmanlar kalınlaşırken, düşük bakır birikimi olan diğer katmanlar daha ince kalır. Plakaya yanal olarak basınç uygulandığında deforme olur. Bunu önlemek için bakır kaplamanın orta katmana göre simetrik olması gerekir.
Hibrit (karışık malzeme) laminasyon
Bazen tasarımlarda çatı katmanlarında karışık malzemeler kullanılır. Farklı malzemelerin farklı termal katsayıları (CTC) vardır. Bu tür hibrit yapı, yeniden akış montajı sırasında çarpılma riskini artırır.
Dengesiz bakır dağılımının etkisi
Bakır birikimindeki değişiklikler PCB çarpıklığına neden olabilir. Bazı çarpıklıklar ve kusurlar aşağıda belirtilmiştir:
Çarpıklık
Çarpıklık, tahtanın şeklinin deformasyonundan başka bir şey değildir. Levhanın pişirilmesi ve taşınması sırasında, bakır folyo ve alt tabaka farklı mekanik genleşme ve sıkıştırmaya maruz kalacaktır. Bu, genleşme katsayılarında sapmalara yol açar. Daha sonra tahta üzerinde oluşan iç gerilimler eğrilmeye neden olur.
Uygulamaya bağlı olarak PCB malzemesi fiberglas veya başka herhangi bir kompozit malzeme olabilir. Üretim süreci sırasında devre kartları birden fazla ısıl işleme tabi tutulur. Eğer ısı eşit olarak dağılmazsa ve sıcaklık termal genleşme katsayısını (Tg) aşarsa, levha eğilecektir.
İletken desenin zayıf elektrokaplaması
Kaplama işleminin doğru şekilde yapılabilmesi için iletken katmandaki bakırın dengesi çok önemlidir. Bakır üstte ve altta, hatta her bir katmanda dengelenmemişse, aşırı kaplama meydana gelebilir ve bağlantıların iz bırakmasına veya az aşınmasına 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 bakırla desteklemek önemlidir.
Dengeli Bakır ile Desteklenmiştir
Ek Bakiye Yok Bakır
Yay dengesizse PCB katmanı silindirik veya küresel eğriliğe sahip olacaktır.
Basit bir dille bir masanın dört köşesinin sabit olduğunu ve masanın üst kısmının bunun üzerinde yükseldiğini söyleyebilirsiniz. Buna yay adı verildi ve teknik bir aksaklığın sonucuydu
Yay, yüzeyde eğri ile aynı yönde gerilim yaratır. Ayrıca kart üzerinden rastgele akımların akmasına neden olur.
Yay
Yay etkisi
1. Büküm bükümü devre kartı malzemesi ve kalınlığı gibi faktörlerden etkilenir. Tahtanın herhangi bir köşesi diğer köşelerle simetrik olarak hizalanmadığında bükülme meydana gelir. Belirli bir yüzey çapraz olarak yukarı çıkıyor ve ardından diğer köşeler bükülüyor. Bu, masanın bir köşesinden minder çekilirken diğer köşesinin bükülmesine çok benzer. Lütfen aşağıdaki şekle bakın.
Distorsiyon Etkisi
1. Reçine boşlukları basitçe uygunsuz bakır kaplamanın sonucudur. Montaj gerilimi sırasında, plakaya asimetrik bir şekilde gerilim uygulanır. Basınç yanal bir kuvvet olduğundan, ince bakır birikintileri olan yüzeylerde reçine akacaktır. Bu, o konumda bir boşluk yaratır.
2. Yay ve Büküm Ölçümü IPC-6012'ye göre yay ve büküm için izin verilen maksimum değer, SMT bileşenli kartlarda %0,75, diğer kartlarda ise %1,5'tir. Bu standarda dayanarak, belirli bir PCB boyutu için bükülme ve bükülmeyi de hesaOynamakabiliriz.
Yay payı = plaka uzunluğu veya genişliği × yay payının yüzdesi / 100
Büküm ölçümü, tahtanın köşegen uzunluğunu içerir. Plakanın köşelerden biri tarafından sınırlandığı ve bükümün her iki yönde de etki ettiği dikkate alındığında 2 faktörü dahil edilir.
İzin verilen maksimum büküm = 2 x tahta çapraz uzunluğu x büküm payı yüzdesi / 100
Burada 4" uzunluğunda ve 3" genişliğinde, 5" diyagonTümi tahta örneklerini görebilirsiniz.
Tüm uzunluk boyunca bükülme payı = 4 x 0,75/100 = 0,03 inç
Genişlikte bükülme payı = 3 x 0,75/100 = 0,0225 inç
İzin verilen maksimum bozulma = 2 x 5 x 0,75/100 = 0,075 inç
