Gaminant ir taikant spausdintines plokštes, deformacija yra svarbus veiksnys, turintis įtakos jų veikimui ir patikimumui. PCB plokštės deformacija gali ne tik lemti prastą elektroninių komponentų litavimą ir sukelti elektros jungčių gedimus, bet ir paveikti bendrą gaminio surinkimo tikslumą bei pabloginti gaminio kokybę. Todėl norint pagerinti PCB plokštės kokybę ir užtikrinti stabilų elektroninių prietaisų veikimą, labai svarbu įdiegti veiksmingą PCB plokščių deformacijos valdymo schemą.
1, PCB plokščių deformacijos priežasčių analizė
Materialiniai veiksniai
Plokščių charakteristikų skirtumai: skirtingų tipų PCB plokštės, tokios kaip įprastinės FR-4, CEM-3 ir kt., turi skirtingus šiluminio plėtimosi koeficientus. PCB gamybos proceso metu, kai suvirinama aukštoje -temperatūroje ir atliekami kiti procesai, netolygus kiekvieno plokštės sluoksnio terminis plėtimasis gali lengvai sukelti vidinį įtempį, dėl kurio gali deformuotis. Pavyzdžiui, FR-4 plokštė turi palyginti didelį šiluminio plėtimosi koeficientą Z ašies kryptimi. Aukštos temperatūros aplinkoje plėtimasis Z ašies kryptimi yra didesnis nei X ir Y ašių. Ši anizotropinio išsiplėtimo charakteristika padidina deformacijos riziką.
Vario folijos sujungimas su pagrindu: varinė folija, kaip pagrindinė PCB plokštės nešimo grandinių dalis, taip pat gali turėti įtakos deformacijos laipsniui dėl jos sukibimo su pagrindu. Jei laminavimo proceso metu vario folijos ir pagrindo sukibimo jėga yra netolygi, dėl temperatūros pokyčių ir mechaninio įtempimo vėlesnio apdorojimo ir naudojimo metu gali atsirasti atskyrimas arba santykinis poslinkis tarp varinės folijos ir pagrindo, o tai gali sukelti PCB plokštės deformaciją.
Dizaino veiksniai
Netolygus grandinės išdėstymas: netolygus grandinės išdėstymas ant PCB plokščių gali sukelti netolygų įtempių pasiskirstymą plokštėje. Jei vario folijos pasiskirstymas tam tikroje srityje yra per tankus, o kitos sritys yra santykinai negausios, terminio apdorojimo metu vario folijos tankus plotas sugeria daugiau šilumos ir labiau plečiasi, sudarydamas didelį vidinį įtempių skirtumą su reta vario folijos zona, o tai skatina pcb plokštės deformaciją. Pavyzdžiui, kai kurių didelės galios{2}}elektroninių gaminių PCB plokščių konstrukcijoje sritis, kurioje sutelkti galios įrenginiai, turi didelį varinės folijos plotą ir storą. Jei išdėstymas nėra pagrįstas, tai gali lengvai sukelti lentos deformaciją toje vietoje.
Plokštės storio ir dydžio neatitikimas: tarp plokštės storio ir dydžio yra tam tikras proporcingas ryšys. Kai plokštės storis per plonas, o dydis per didelis, plokštės standumas yra nepakankamas, o apdirbant ir naudojant ją lengvai veikia išorinės jėgos ir šiluminis įtempis, todėl deformuojasi. Priešingai, jei plokštės storis per didelis, o dydis per mažas, tai gali padidinti išlaidas dėl per didelio dizaino, taip pat gali deformuotis apdirbant dėl įtempių koncentracijos.
Gamybos proceso veiksniai
Spaudimo proceso problema: spaudimas yra labai svarbus PCB plokščių gamybos procesas. Jei presavimo temperatūra, slėgis ir laikas nėra tinkamai kontroliuojami, gali atsirasti laisvas arba netolygus sukibimas tarp plokštės viduje esančių sluoksnių, todėl gali atsirasti vidinė įtampa ir deformacija. Pavyzdžiui, jei presavimo temperatūra per aukšta arba kaitinimo greitis per greitas, lakštas per daug suminkštės ir gali deformuotis esant slėgiui; Netolygus suspaudimo slėgis gali lemti nenuoseklų sukibimą tarp skirtingų plokštės dalių ir dėl to deformuotis.
2, PCB plokštės deformacijos valdymo schema
Medžiagų pasirinkimo optimizavimas
Šiluminio plėtimosi koeficiento atitikimas: Renkantis PCB plokštes, stenkitės rinktis medžiagas su panašiais šiluminio plėtimosi koeficientais visomis kryptimis, kad sumažintumėte vidinį įtempį, kurį sukelia šiluminio plėtimosi skirtumai. Kai kuriuose taikymo scenarijuose, kuriems reikalingas itin didelis deformavimas, pvz., PCB plokštės aviacijos ir erdvėlaivių elektroninėje įrangoje, galima apsvarstyti medžiagas, turinčias mažą šiluminio plėtimosi koeficientą ir izotropiją, pvz., keraminius substratus. Įprastų elektroninių gaminių atveju galima patikrinti skirtingų tipų FR-4 plokščių šiluminio plėtimosi koeficientą ir lyginti, kad būtų pasirinkta plokštė, kuri labiau tinka gaminio projektavimo reikalavimams.
Užtikrinkite varinės folijos ir pagrindo kokybę: pasirinkite patikimą vario foliją ir pagrindą, kad užtikrintumėte gerą sukibimą tarp jų. Pirkimo metu yra griežtai kontroliuojami žaliavų kokybės standartai, tikrinami tokie parametrai kaip vario folijos šiurkštumas ir grynumas, dervos kiekis substrate, stiklo pluošto pasiskirstymas. Pavyzdžiui, naudojant varinę foliją su specialiai apdorotu paviršiumi, gali padidėti jos sukibimas su pagrindu ir sumažėti rizika, kad apdirbant varinė folija ir substratas atsiskirs.
Prevencija projektavimo etape
Protingas grandinių išdėstymas: naudojant PCB plokštę, grandinės išdėstymas turi būti kuo vienodesnis, kad varinė folija nebūtų sutelkta tam tikroje srityje. Didelės galios ir daug šilumos generuojančių komponentų atveju jie turėtų būti tinkamai paskirstyti ir išdėstyti, o šilumai išsklaidyti turėtų būti naudojami didelio ploto šilumą išsklaidantys vario lakštai, kartu užtikrinant vienodą šilumą išsklaidančių vario lakštų pasiskirstymą, kad būtų subalansuotas plokštės įtempis terminio apdorojimo metu. Pavyzdžiui, projektuojant kompiuterio pagrindinę plokštę, didelės-galios lustų, pvz., procesoriaus ir grafikos procesoriaus, maitinimo linijos ir šilumą išsklaidymo vario lakštai tolygiai paskirstomi pagrindinėje plokštėje, kad būtų sumažintas deformavimas, kurį sukelia vietinis vario folijos tankis.
Optimizuokite plokštės storio ir dydžio santykį: Remdamiesi faktiniais PCB plokštės naudojimo reikalavimais, tiksliai apskaičiuokite ir nustatykite optimalų plokštės storio ir dydžio santykį. Atsižvelgdami į tai, kad atitiksite elektrinių charakteristikų ir mechaninio stiprumo reikalavimus, pasirinkite tinkamą plokštės storį, kad pagerintumėte plokštės standumą. Didesnių PCB plokščių atsparumą deformacijai galima pagerinti pridedant sutvirtinančius briaunus arba naudojant daugiasluoksnę plokštės struktūrą. Pavyzdžiui, projektuojant dideles PCB plokštes, skirtas pramoninio valdymo įrangai, plokštės kraštuose ir pagrindinėse dalyse yra sutvirtintos briaunos, kurios efektyviai pagerina bendrą plokštės standumą ir sumažina deformaciją.
Gamybos proceso tobulinimas
Tikslus presavimo proceso valdymas: Presavimo procese naudojama pažangi presavimo įranga ir valdymo sistemos, skirtos tiksliai kontroliuoti presavimo temperatūrą, slėgį ir laiką. Sukurkite pagrįstą suspaudimo proceso kreivę, kad užtikrintumėte, jog suspaudimo proceso metu plokštė būtų tolygiai šildoma ir suspausta, o kiekvienas sluoksnis būtų visiškai surištas. Pavyzdžiui, naudojant segmentuotą kaitinimo ir pastovaus slėgio klijavimo procesą, derva iš pradžių tekama žemesnėje temperatūroje, kad būtų užpildyti tarpai tarp plokštės sluoksnių, o vėliau temperatūra palaipsniui didinama iki kietėjimo temperatūros, išlaikant stabilų slėgį, kad plokštė visiškai sukietėtų ir sumažintų vidinio įtempio susidarymą.