2023-05-10
La fabricación de PCB es el proceso de construir una PCB física a partir de un diseño de PCB de acuerdo con un determinado conjunto de especificaciones.Comprender la especificación de diseño es muy importante ya que afecta la capacidad de fabricación, el rendimiento y el rendimiento de producción de la PCB.
Una de las especificaciones de diseño importantes a seguir es el "cobre equilibrado" en la fabricación de PCB.Se debe lograr una cobertura de cobre consistente en cada capa del apilamiento de PCB para evitar problemas eléctricos y mecánicos que puedan obstaculizar el rendimiento del circuito.
El cobre balanceado es un método de trazas de cobre simétricas en cada capa del apilamiento de PCB, lo cual es necesario para evitar torcer, doblar o deformar la placa.Algunos ingenieros de diseño y fabricantes insisten en que la acumulación reflejada de la mitad superior de la capa sea completamente simétrica a la mitad inferior de la PCB.
La capa de cobre se graba para formar los trazos, y el cobre utilizado como trazos transporta el calor junto con las señales por toda la placa.Esto reduce el daño causado por el calentamiento irregular de la placa que podría causar la rotura de los rieles internos.
El cobre se utiliza como capa de disipación de calor del circuito de generación de energía, lo que evita el uso de componentes de disipación de calor adicionales y reduce en gran medida el costo de fabricación.
El cobre utilizado como revestimiento en una placa de circuito impreso aumenta el grosor de los conductores y las almohadillas de superficie.Además, se logran conexiones robustas de cobre entre capas a través de orificios pasantes enchapados.
El cobre balanceado de PCB reduce la impedancia a tierra y la caída de voltaje, lo que reduce el ruido y, al mismo tiempo, puede mejorar la eficiencia de la fuente de alimentación.
En la fabricación de PCB, si la distribución de cobre entre pilas no es uniforme, pueden ocurrir los siguientes problemas:
Equilibrar una pila significa tener capas simétricas en su diseño, y la idea al hacerlo es evitar las áreas de riesgo que podrían deformarse durante las etapas de ensamblaje y laminación de la pila.
La mejor manera de hacer esto es comenzar el diseño de la casa apilada en el centro del tablero y colocar las capas gruesas allí.A menudo, la estrategia del diseñador de PCB es reflejar la mitad superior de la pila con la mitad inferior.
El problema proviene principalmente del uso de cobre más grueso (50 um o más) en núcleos donde la superficie de cobre está desequilibrada y, lo que es peor, casi no hay relleno de cobre en el patrón.
En este caso, la superficie de cobre debe complementarse con áreas o planos "falsos" para evitar el derrame de preimpregnado en el patrón y la subsiguiente delaminación o cortocircuito entre capas.
Sin delaminación de PCB: el 85% del cobre se carga en la capa interna, por lo que el relleno con preimpregnado es suficiente, no hay riesgo de delaminación.
Sin riesgo de delaminación de PCB
Existe el riesgo de delaminación de PCB: el cobre solo se llena en un 45 %, y el preimpregnado de la capa intermedia no está lo suficientemente lleno, y existe el riesgo de delaminación.
La gestión de la pila de capas de placa es un elemento clave en el diseño de placas de alta velocidad.Para mantener la simetría del diseño, la forma más segura es equilibrar la capa dieléctrica, y el grosor de la capa dieléctrica debe disponerse simétricamente como las capas del techo.
Pero a veces es difícil lograr uniformidad en el espesor dieléctrico.Esto se debe a algunas limitaciones de fabricación.En este caso, el diseñador tendrá que relajar la tolerancia y permitir espesores desiguales y cierto grado de deformación.
Uno de los problemas comunes de diseño desequilibrado es la sección transversal inadecuada del tablero.Los depósitos de cobre son más grandes en algunas capas que en otras.Este problema surge del hecho de que la consistencia del cobre no se mantiene en las diferentes capas.Como resultado, cuando se ensamblan, algunas capas se vuelven más gruesas, mientras que otras capas con baja deposición de cobre se mantienen más delgadas.Cuando se aplica presión lateralmente a la placa, se deforma.Para evitar esto, la cobertura de cobre debe ser simétrica con respecto a la capa central.
A veces, los diseños utilizan materiales mixtos en las capas del techo.Diferentes materiales tienen diferentes coeficientes térmicos (CTC).Este tipo de estructura híbrida aumenta el riesgo de deformación durante el ensamblaje por reflujo.
Las variaciones en la deposición de cobre pueden provocar la deformación de la placa de circuito impreso.Algunas deformaciones y defectos se mencionan a continuación:
Warpage no es más que una deformación de la forma del tablero.Durante el horneado y la manipulación del tablero, la lámina de cobre y el sustrato sufrirán diferentes expansiones y compresiones mecánicas.Esto conduce a desviaciones en su coeficiente de expansión.Posteriormente, las tensiones internas desarrolladas en el tablero conducen a la deformación.
Dependiendo de la aplicación, el material de PCB puede ser fibra de vidrio o cualquier otro material compuesto.Durante el proceso de fabricación, las placas de circuitos se someten a múltiples tratamientos térmicos.Si el calor no se distribuye uniformemente y la temperatura supera el coeficiente de expansión térmica (Tg), la placa se deformará.
Para configurar correctamente el proceso de recubrimiento, el equilibrio de cobre en la capa conductora es muy importante.Si el cobre no está equilibrado en la parte superior e inferior, o incluso en cada capa individual, se puede producir un recubrimiento excesivo y dar lugar a trazas o decapado de las conexiones.En particular, esto se refiere a pares diferenciales con valores de impedancia medidos.Configurar el proceso de recubrimiento correcto es complejo y, a veces, imposible.Por lo tanto, es importante complementar el balance de cobre con parches "falsos" o cobre completo.
Suplementado con Cobre Equilibrado
Sin saldo suplementario Cobre
En un lenguaje sencillo, puede decir que las cuatro esquinas de una mesa están fijas y la parte superior de la mesa se eleva por encima.Se llamaba el arco y fue el resultado de una falla técnica.
El arco crea tensión en la superficie en la misma dirección que la curva.Además, hace que fluyan corrientes aleatorias a través de la placa.
La torsión se ve afectada por factores como el material y el grosor de la placa de circuito.El giro ocurre cuando una esquina del tablero no está alineada simétricamente con las otras esquinas.Una superficie en particular sube en diagonal y luego las otras esquinas se tuercen.Muy similar a cuando se tira de un cojín de una esquina de una mesa mientras se tuerce la otra esquina.Consulte la figura a continuación.
Efecto de distorsión
Margen de flexión en toda la longitud = 4 x 0,75/100 = 0,03 pulgadas
Margen de flexión en ancho = 3 x 0,75/100 = 0,0225 pulgadas
Distorsión máxima permitida = 2 x 5 x 0,75/100 = 0,075 pulgadas
Medición de arco y torsión De acuerdo con IPC-6012, el valor máximo permitido para arco y torsión es 0,75 % en placas con componentes SMT y 1,5 % para otras placas.Según este estándar, también podemos calcular la curvatura y la torsión para un tamaño de PCB específico.
Margen de arco = largo o ancho de la placa × porcentaje de margen de arco / 100
La medida del giro implica la longitud diagonal de la tabla.Considerando que la placa está restringida por una de las esquinas y el giro actúa en ambas direcciones, se incluye el factor 2.
Torsión máxima permitida = 2 x longitud diagonal de la tabla x porcentaje de torsión permitida / 100
Aquí puede ver ejemplos de tablas de 4" de largo y 3" de ancho, con una diagonal de 5".
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