Колко знаете за балансираната мед в печатни платки (一)

Производството на печатни платки е процес на изграждане на физическа печатна платка от дизайн на печатна платка съгласно набор от спецификации. Разбирането на спецификациите на дизайна е важно, тъй като засяга възможността за производство на печатни платки, производителността и производствения добив.

Една от важните спецификации на дизайна, които трябва да се следват, е "балансирана мед" при производството на печатни платки. Постоянно медно покритие трябва да се постигне във всеки слой на печатната платка, за да се избегнат електрически и механични проблеми, които могат да попречат на работата на веригата.

Първо, какво означава PCB баланс мед?

Балансираната мед е метод за симетрични медни следи във всеки слой на печатната платка, което е необходимо, за да се избегне усукване, огъване или изкривяване на платката. Някои инженери и производители на оформление настояват огледалното подреждане на горната половина на слоя да бъде напълно симетрично спрямо долната половина на печатната платка.

Второ, PCB баланс медна функция

1. Маршрутизиране

Медният слой е гравиран, за да образува следите, а медта, използвана като следи, пренася топлината заедно със сигналите по цялата платка. Това намалява щетите от неравномерно нагряване на дъската, което може да доведе до счупване на вътрешните релси.

2. Радиатор

Медта се използва като слой за разсейване на топлината на веригата за генериране на електроенергия, което избягва използването на допълнителни компоненти за разсейване на топлината и значително намалява производствените разходи.

3. Увеличете дебелината на проводниците и повърхностните подложки

Медта, използвана като покритие върху PCB, увеличава дебелината на проводниците и повърхността. В допълнение, здрави междинни медни връзки се постигат чрез покрити проходни отвори.

4. Намален импеданс на земята и спад на напрежението

Балансираната медна платка намалява земния импеданс и спада на напрежението, като по този начин намалява шума, като в същото време повишава ефективността на захранването.

Трето, PCB баланс меден ефект

При производството на печатни платки, ако разпределението на медта между слоевете не е равномерно, могат да възникнат следните проблеми:

1. Неправилен баланс на стека

Балансирането на стек означава да имате симетрични слоеве във вашия дизайн и идеята при това е да се предотвратят рискови зони, които биха могли да се деформират по време на етапите на сглобяване на стека и ламиниране.

Най-добрият начин да направите това е да започнете дизайна на стековата къща в центъра на дъската и да поставите дебелите слоеве там. Често стратегията на дизайнера на печатни платки е да отразява горната половина на стека с долната половина.

Симетрична суперпозиция

2. Наслояване на печатни платки

Проблемът идва главно от използването на по-дебела мед (50um или повече) върху сърцевините, където медната повърхност е небалансирана и по-лошо, почти няма медно запълване в шаблона.

В този случай медната повърхност трябва да бъде допълнена с "фалшиви" зони или равнини, за да се предотврати разливане на препрег в шаблона и последващо разслояване или късо съединение между слоевете.

Без разслояване на PCB: 85 процента от медта е запълнена върху вътрешните слоеве, така че запълването с препрег е достатъчно без риск от разслояване.

Без риск от разслояване на PCB

Съществува риск от разслояване на PCB: медта е запълнена само 45 процента, а междинният слой препрег е недостатъчно запълнен и има риск от разслояване.

3. Дебелината на диелектричния слой е неравномерна

Управлението на стека на слоевете на платката е ключов елемент при проектирането на високоскоростни платки. За да се запази симетрията на оформлението, най-безопасният начин е да се балансира диелектричният слой, а дебелината на диелектричния слой трябва да бъде подредена симетрично като покривните слоеве.

Но понякога е трудно да се постигне равномерност на дебелината на диелектрика. Това се дължи на някои производствени ограничения. В този случай дизайнерът ще трябва да намали толеранса и да позволи неравномерна дебелина и известна степен на деформация.

симетричен диелектричен слой

4. Напречното сечение на печатната платка е неравномерно

Един от често срещаните проблеми с небалансирания дизайн е неправилното напречно сечение на дъската. Медните находища са по-големи в някои слоеве, отколкото в други. Този проблем произтича от факта, че консистенцията на медта не се поддържа в различните слоеве. В резултат на това, когато се сглобят, някои слоеве стават по-дебели, докато други слоеве с ниско отлагане на мед остават по-тънки. Когато се приложи натиск странично върху плочата, тя се деформира. За да се избегне това, медното покритие трябва да бъде симетрично по отношение на централния слой.

5. Хибридно (смесен материал) ламиниране

Понякога проектите използват смесени материали в покривните слоеве. Различните материали имат различни топлинни коефициенти (CTC). Този тип хибридна структура увеличава риска от деформация по време на сглобяването чрез преформатиране.
Четвърто, влиянието на дисбаланса на разпределението на медта

Вариациите в отлагането на мед могат да причинят изкривяване на PCB. Някои деформации и дефекти са споменати по-долу:

1. Изкривяване

Изкривяването не е нищо друго освен деформация на формата на дъската. По време на изпичането и манипулирането на плочата, медното фолио и субстратът ще претърпят различни механични разширения и компресии. Това води до отклонения в коефициента им на разширение. Впоследствие вътрешните напрежения, развити върху дъската, водят до изкривяване.

В зависимост от приложението материалът за PCB може да бъде фибростъкло или друг композитен материал. По време на производствения процес платките преминават през множество топлинни обработки. Ако топлината не е равномерно разпределена и температурата надвишава коефициента на топлинно разширение (Tg), дъската ще се изкриви.

2. Лошо галванично покритие на проводими модели

За правилното настройване на процеса на покритие балансът на медта върху проводящия слой е много важен. Ако медта не е балансирана отгоре и отдолу или дори във всеки отделен слой, може да възникне прекомерно покритие и да доведе до следи или недостатъчно ецване на връзките. По-специално, това се отнася за диференциални двойки с измерени стойности на импеданса. Настройването на правилния процес на покритие е сложно и понякога невъзможно. Ето защо е важно да допълните баланса на медта с "фалшиви" лепенки или пълна мед.

Допълнен с балансирана мед

без допълнителен баланс мед

3. Арх

Ако медното изливане е небалансирано, PCB слоят ще има цилиндрична или сферична кривина. На прост език можете да кажете, че четирите ъгъла на масата са фиксирани и горната част на масата се издига над нея. Наричаше се лък и беше резултат от техническа грешка.

Лъкът създава напрежение на повърхността в същата посока като извивката. Също така, това причинява произволни токове да протичат през платката.

лък

4. Ефект на лък

1) усукване

Изкривяването се влияе от фактори като материал на дъската, дебелина и т.н. Усукване възниква, когато който и да е ъгъл на дъската не е подравнен симетрично спрямо другите ъгли. Една конкретна повърхност се издига диагонално и след това другите ъгли се усукват. Много подобно на това, когато възглавницата се издърпа от единия ъгъл на масата, докато другият ъгъл е усукан. Моля, вижте фигурата по-долу.

ефект на изкривяване

2) Празнини от смола

Празнините от смола са просто резултат от неправилно медно покритие. По време на монтажното напрежение, напрежението се прилага върху плочата по асиметричен начин. Тъй като налягането е странична сила, повърхностите с тънки медни отлагания ще отделят смола. Това създава празнота на това място.

3) Измерване на лък и усукване

Според IPC{{0}} максималната допустима стойност за огъване и усукване е 0,75 процента за платки със SMT компоненти и 1,5 процента за други платки. Въз основа на този стандарт можем също така да изчислим огъването и усукването за конкретен размер на печатна платка.

Надбавка за лък=дължина или ширина на плочата × процент от надбавката за лък / 100

Измерването на усукването включва дължината на диагонала на дъската. Като се има предвид, че плочата е ограничена от един от ъглите и усукването действа в двете посоки, фактор 2 е включен.

Максимално допустимо усукване=2 x дължина на диагонала на дъската x процент на допустимото усукване / 100

Тук можете да видите примери за дъски с дължина 4" и ширина 3" с диагонал 5".

Измерване на усукване на носа

Разрешение за огъване по цялата дължина {{0}} x 0,75/100=0.03 инча

Разрешение за огъване по ширина {{0}} x 0,75/100=0.0225 инча

Максимално допустимо изкривяване {{0}} x 5 x 0,75/100=0.075 инча