"کاپر متعادل" در تولید PCB

تولید PCB فرآیند ساخت PCB فیزیکی از یک طراحی PCB با توجه به مجموعه ای از مشخصات است.درک مشخصات طراحی بسیار مهم است زیرا بر قابلیت تولید تاثیر می گذارد، عملکرد و بهره وری تولید PCB.

یکی از مشخصات طراحی مهم برای پیروی از "سنگ متعادل" در تولید PCB است.پوشش مس ثابت باید در هر لایه از PCB Stackup به دست آید تا از مشکلات الکتریکی و مکانیکی که می تواند عملکرد مدار را مختل کند جلوگیری شود.

معنى پي سي بي توازن مس چيست؟

مس متعادل یک روش ردیابی مس تقارن در هر لایه از PCB استیکاپ است که برای جلوگیری از پیچیدگی، خم شدن یا منحرف شدن صفحه ضروری است.برخی از مهندسان طرح و تولید کنندگان اصرار دارند که انعکاس آینه ای از نیمه بالای لایه به طور کامل متناسب با نیمه پایین PCB باشد.

عملکرد مس تعادل PCB

مسیر

لایه مس برای شکل دادن به آثار حک شده است و مس مورد استفاده به عنوان آثار حرارت را همراه با سیگنال ها در سراسر تخته حمل می کند.این باعث کاهش آسیب ناشی از گرم کردن نامنظم تخته می شود که می تواند باعث شکستن ریل های داخلی شود.

رادیاتور

مس به عنوان لایه تبعید گرما در مدار تولید برق استفاده می شود، که از استفاده از اجزای تبعید گرما اضافی اجتناب می کند و هزینه تولید را به شدت کاهش می دهد.

افزایش ضخامت هادی و پد های سطحی

مس که به عنوان پوشش در PCB استفاده می شود ضخامت هادی ها و پد های سطحی را افزایش می دهد. علاوه بر این، اتصالات قوی بین لایه های مس از طریق سوراخ های پوشش داده شده به دست می آید.

کاهش مقاومت زمین و کاهش ولتاژ

مس تعادل PCB مانع زمین و افت ولتاژ را کاهش می دهد و در نتیجه سر و صدا را کاهش می دهد و در عین حال می تواند کارایی منبع برق را بهبود بخشد.

اثر مس تعادل PCB

در تولید PCB، اگر توزیع مس بین استیک ها یکنواخت نباشد، مشکلات زیر ممکن است رخ دهد:

تعادل غلط در استیک

تعادل یک انبار به معنای داشتن لایه های تقارن در طراحی شما است، و ایده در انجام این کار این است که از مناطق خطرناکی که می توانند در طول مراحل مونتاژ انبار و لایه بندی تغییر شکل دهند، صرف نظر کنید.

بهترین راه برای انجام این کار این است که از طراحی خانه های انباشته در مرکز تخته شروع کنید و لایه های ضخیم را در آنجا قرار دهید.استراتژی طراح PCB این است که نیمی از بالا را با نیمه پایین منعکس کند.

همبستگی بالا

لایه بندی PCB

مشکل عمدتاً ناشی از استفاده از مس ضخیم تر (50um یا بیشتر) در هسته هایی است که سطح مس نامتعادل است و بدتر از آن، تقریباً هیچ پر کردن مس در الگوی موجود وجود ندارد.

در این مورد، سطح مس نیاز به تکمیل با مناطق "جعلی" یا سطوح برای جلوگیری از ریزش prepreg در الگوی و پس از آن از لایه برداری یا کوتاه شدن میان لایه است.

عدم لایه برداری PCB: 85٪ از مس در لایه داخلی پر شده است، بنابراین پر کردن با پیشپریگ کافی است، خطر لایه برداری وجود ندارد.

هیچ خطری برای از بین رفتن لایه های PCB وجود ندارد

خطر جداسازی PCB وجود دارد: مس تنها 45٪ پر شده است و پیش لایه بین لایه به اندازه کافی پر نشده است و خطر جداسازی وجود دارد.

3ضخامت لایه دی الکتریک نامناسب است.

مدیریت استیک لایه برد یک عنصر کلیدی در طراحی صفحه های با سرعت بالا است. برای حفظ تقارن طرح، امن ترین راه تعادل لایه دی الکتریک است.و ضخامت لایه دی الکتریک باید شبیه لایه های سقف باشد..

اما گاهی اوقات به دست آوردن یکسانی در ضخامت دی الکتریک دشوار است. این به دلیل برخی از محدودیت های تولید است. در این مورد،طراح باید تحمل را کاهش دهد و اجازه دهد تا ضخامت نامتناسبی و برخی از درجه از warpage.

بخش متقاطع صفحه مدار نامناسب است

یکی از مشکلات متداول طراحی نامتعادل، قطع قطعی نادرست تخته است.این مشکل ناشی از این واقعیت است که ثبات مس در لایه های مختلف حفظ نمی شوددر نتیجه، هنگامی که جمع می شود، برخی از لایه ها ضخیم تر می شوند، در حالی که سایر لایه های دارای سپرده های مس کم تر باقی می مانند. هنگامی که فشار به سمت صفحه اعمال می شود، آن را تغییر شکل می دهد. برای جلوگیری از اینپوشش مس باید نسبت به لایه مرکزی متماثل باشد..

لایه بندی هیبریدی (متراکمواد)

گاهی اوقات طرح ها از مواد مخلوط در لایه های سقف استفاده می کنند. مواد مختلف دارای ضریب حرارتی مختلف (CTC) هستند.اين نوع ساختار هايبردي خطر انحراف در طول جمع آوری بازپرداخت را افزایش مي دهد.

تاثیر توزیع نابرابر مس

تغییرات در رسوب مس می تواند باعث انحراف PCB شود. برخی از انحرافات و نقص ها در زیر ذکر شده است:

صفحه جنگ

در طول پختن و دستيابي به تخته،فولیک مس و زیربنای مختلف تحت گسترش مکانیکی و فشرده سازی قرار می گیرند.این منجر به انحراف در ضریب انبساط آنها می شود. در نتیجه، فشارهای داخلی در صفحه ایجاد شده منجر به انحراف می شود.

بسته به کاربرد ، مواد PCB می توانند فیبرگلاس یا هر ماده کامپوزیت دیگری باشند. در طول فرآیند تولید ، صفحه های مداری تحت درمان های گرمایی متعدد قرار می گیرند.اگر گرما به طور مساوی توزیع نشود و درجه حرارت از ضریب گسترش حرارتی (Tg) بیشتر باشد، تخته به انحراف خواهد رسید.

گچکاری ضعیف از الگوی رسانا

برای تنظیم صحیح فرآیند پوشش، تعادل مس بر روی لایه رسانا بسیار مهم است. اگر مس در بالا و پایین، یا حتی در هر لایه جداگانه تعادل نداشته باشد،پوشش بیش از حد ممکن است رخ دهد و منجر به ردیابی یا زیرپوشیدن اتصال شود.به طور خاص این مورد مربوط به جفت های دیفرانسیل با مقادیر معکوس اندازه گیری شده است. تنظیم فرآیند صحیح پوشش پیچیده و گاهی غیرممکن است. بنابراین،مهم است که تعادل مس را با پیچ های "جعلی" یا مس کامل تکمیل کنید..

مکمل مس متعادل

هیچ تراز اضافی مس

اگر قوس نامتعادل باشد، لایه PCB دارای منحنی استوانه ای یا کروی خواهد بود

به زبان ساده، می توانید بگویید که چهار گوشه میز ثابت هستند و بالای میز از بالای آن بالا می رود.

کمان باعث ایجاد تنش در سطح در همان جهت منحنی می شود. همچنین باعث می شود جریان های تصادفی از طریق تخته جریان داشته باشد.

خم شو

اثر قوس

• پیچ و خم از عواملی مانند مواد صفحه مدار و ضخامت آن تحت تاثیر قرار می گیرد. پیچ و خم زمانی رخ می دهد که هر گوشه ای از صفحه نمایش با گوشه های دیگر همبستگی نداشته باشد.یک سطح خاص به صورت قطری بالا می رود، و سپس گوشه های دیگر خم می شوند. بسیار شبیه به زمانی که یک بالش از یک گوشه میز کشیده می شود در حالی که گوشه دیگر خم می شود. لطفاً به شکل زیر مراجعه کنید.

اثر تحریف

• حفره های رزین به سادگی نتیجه پوشش مس نامناسب است. در طول استرس مونتاژ، استرس به شکل نامتقارن به صفحه اعمال می شود. از آنجا که فشار یک نیروی جانبی است،سطح هایی که سنگ مس نازک دارند، رزین را از آنها می پاشند.. اين باعث خالي شدن اون مکان ميشه
• اندازه گیری bow و twist بر اساس IPC-6012، حداکثر مقدار مجاز برای bow و twist 0.75٪ در تخت های دارای قطعات SMT و 1.5٪ برای سایر تخت ها است.ما همچنین می توانیم خم و پیچ برای یک اندازه خاص PCB محاسبه.

مقدار مجاز به قوس = طول یا عرض صفحه × درصد مقدار مجاز به قوس / 100

اندازه گیری پیچ و تاب شامل طول قطب افقی تخته است. با توجه به اینکه صفحه توسط یکی از گوشه ها محدود می شود و پیچ و تاب در هر دو جهت عمل می کند، عامل 2 شامل می شود.

حداکثر پیچیدگی مجاز = 2 × طول قطب تخت × درصد اجازه پیچیدگی / 100

در اینجا شما می توانید نمونه هایی از تخته ها را ببینید که 4 اینچ طول و 3 اینچ عرض دارند، با یک قطب معکوس 5 اینچ.

اجازه خم شدن در کل طول = 4 x 0.75/100 = 0.03 اینچ

اجازه خم شدن در عرض = 3 x 0.75/100 = 0.0225 اینچ

حداکثر انحراف مجاز = 2 x 5 x 0.75/100 = 0.075 اینچ