U proizvodnji i primjeni tiskanih pločica, krivljenje je važan čimbenik koji utječe na njihovu izvedbu i pouzdanost. savijanje PCB ploče ne samo da može dovesti do lošeg lemljenja elektroničkih komponenti, uzrokujući kvarove na električnoj vezi, već također može utjecati na ukupnu točnost sastavljanja proizvoda i smanjiti kvalitetu proizvoda. Stoga je implementacija učinkovite sheme za kontrolu krivljenja PCB ploče od presudne važnosti za poboljšanje kvalitete PCB ploče i osiguranje stabilnog rada elektroničkih uređaja.
1, Analiza uzroka iskrivljenja PCB ploče
Materijalni faktori
Razlike u karakteristikama ploča: Različite vrste PCB ploča, kao što su uobičajeni FR-4, CEM-3, itd., imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije. Tijekom procesa proizvodnje PCB-a, tijekom zavarivanja na visokim-temperaturama i drugih procesa, neravnomjerno toplinsko širenje svakog sloja ploče može lako generirati unutarnje naprezanje, što dovodi do savijanja. Na primjer, ploča FR-4 ima relativno veliki koeficijent toplinskog širenja u smjeru Z-osi. U okruženjima s visokom temperaturom, širenje u smjeru osi Z veće je od širenja u osi X i Y. Ova karakteristika anizotropnog širenja povećava rizik od savijanja.
Spajanje bakrene folije s podlogom: Bakrena folija, kao ključni dio sklopova za nošenje tiskanih ploča, također može utjecati na stupanj savijanja zbog svoje veze s podlogom. Ako je sila vezivanja između bakrene folije i supstrata nejednaka tijekom procesa laminiranja, može doći do odvajanja ili relativnog pomaka između bakrene folije i supstrata s temperaturnim promjenama i mehaničkim stresom tijekom naknadne obrade i upotrebe, što dovodi do savijanja tiskane ploče.
Čimbenici dizajna
Neravnomjeran raspored strujnog kruga: Neravnomjeran raspored strujnog kruga na tiskanim pločama može dovesti do neravnomjerne raspodjele naprezanja na ploči. Ako je raspodjela bakrene folije u određenom području pregusta, dok su druga područja relativno rijetka, tijekom toplinske obrade, gusto područje bakrene folije apsorbira više topline i širi se u većoj mjeri, stvarajući veliku unutarnju razliku naprezanja s rijetkim područjem bakrene folije, što potiče savijanje PCB ploče. Na primjer, u dizajnu PCB ploče nekih-elektroničkih proizvoda velike snage, područje gdje su koncentrirani uređaji za napajanje ima veliko područje bakrene folije i debelu debljinu. Ako raspored nije razuman, lako može uzrokovati deformaciju ploče u tom području.
Neusklađenost između debljine ploče i veličine: postoji određeni proporcionalni odnos između debljine i veličine ploče tiskane pločice. Kada je debljina ploče pretanka, a veličina prevelika, krutost ploče je nedovoljna i na nju lako utječu vanjske sile i toplinski stres tijekom obrade i upotrebe, što rezultira savijanjem. Naprotiv, ako je debljina ploče prevelika, a veličina premala, to može povećati troškove zbog pretjeranog dizajna, a također može uzrokovati savijanje tijekom obrade zbog koncentracije naprezanja.
Čimbenici procesa proizvodnje
Problem procesa prešanja: Prešanje je kritičan proces u proizvodnji tiskanih ploča. Ako temperatura, tlak i vrijeme prešanja nisu pravilno kontrolirani, to može dovesti do labavog ili neravnomjernog spajanja između slojeva unutar ploče, što rezultira unutarnjim naprezanjem i savijanjem. Na primjer, ako je temperatura prešanja previsoka ili je brzina zagrijavanja prebrza, lim će pretjerano omekšati i biti sklon deformaciji pod pritiskom; Neravnomjeran pritisak kompresije može dovesti do nedosljednog spajanja između različitih dijelova ploče, što rezultira savijanjem.
2, shema kontrole iskrivljenja PCB ploče
Optimizacija odabira materijala
Odgovarajući koeficijent toplinskog širenja: Prilikom odabira PCB ploča pokušajte odabrati materijale sa sličnim koeficijentom toplinskog širenja u svim smjerovima kako biste smanjili unutarnje naprezanje uzrokovano razlikama u toplinskom širenju. Za neke scenarije primjene koji zahtijevaju ekstremno visoku krivulju, kao što su PCB ploče u zrakoplovnoj elektroničkoj opremi, mogu se razmotriti materijali s niskim koeficijentom toplinske ekspanzije i izotropijom, kao što su keramičke podloge. Za obične elektroničke proizvode, koeficijent toplinske ekspanzije različitih tipova FR-4 ploča može se ispitati i usporediti kako bi se odabrala ploča koja je prikladnija za zahtjeve dizajna proizvoda.
Osigurajte kvalitetu bakrene folije i podloge: Odaberite pouzdanu bakrenu foliju i podlogu kako biste osigurali dobro spajanje između njih. Tijekom procesa nabave strogo se kontroliraju standardi kvalitete sirovina, a ispituju se parametri kao što su hrapavost i čistoća bakrene folije, sadržaj smole u podlozi i raspodjela staklenih vlakana. Na primjer, korištenje bakrene folije s posebno obrađenom površinom može povećati njezino prianjanje na podlogu i smanjiti rizik od odvajanja između bakrene folije i podloge tijekom obrade.
Prevencija tijekom faze projektiranja
Razuman raspored strujnih krugova: U dizajnu PCB ploče, raspored krugova bi trebao biti što je moguće ujednačeniji kako bi se izbjeglo koncentriranje bakrene folije u određenom području. Za komponente s velikom snagom i visokim stvaranjem topline, trebale bi biti razumno raspoređene i raspoređene, a za odvođenje topline treba koristiti bakrene listove velike-površine za odvođenje topline, istovremeno osiguravajući ravnomjernu raspodjelu bakrenih ploča za odvođenje topline kako bi se uravnotežio stres na ploči tijekom toplinske obrade. Na primjer, pri projektiranju matične ploče računala, vodovi za napajanje i bakreni listovi za disipaciju topline visoko{3}}snažnih čipova kao što su CPU i GPU ravnomjerno su raspoređeni na matičnoj ploči kako bi se smanjilo savijanje uzrokovano lokalnom gustoćom bakrene folije.
Optimizirajte omjer debljine ploče i veličine: Na temelju stvarnih zahtjeva upotrebe PCB ploče, točno izračunajte i odredite optimalan omjer debljine ploče i veličine. Pod pretpostavkom ispunjavanja zahtjeva električne izvedbe i mehaničke čvrstoće, odaberite odgovarajuću debljinu ploče kako biste poboljšali krutost ploče. Za veće PCB ploče, njihova sposobnost protiv savijanja može se poboljšati dodavanjem rebara za pojačanje ili usvajanjem više-slojne strukture ploče. Na primjer, u dizajnu velikih tiskanih ploča za industrijsku kontrolnu opremu, rebra za pojačanje postavljena su na rubove i ključne dijelove ploče, učinkovito poboljšavajući ukupnu krutost ploče i smanjujući savijanje.
Poboljšanje procesa proizvodnje
Precizna kontrola procesa prešanja: U procesu prešanja, napredna oprema za prešanje i sustavi upravljanja koriste se za preciznu kontrolu temperature, tlaka i vremena prešanja. Razvijte razumnu krivulju procesa kompresije kako biste osigurali da je ploča ravnomjerno zagrijana i komprimirana tijekom procesa kompresije i da je svaki sloj potpuno spojen. Na primjer, upotrebom procesa segmentiranog zagrijavanja i spajanja pod stalnim pritiskom, smola se u početku teče na nižoj temperaturi kako bi se popunile praznine između slojeva ploče, a zatim se temperatura postupno povećava do temperature stvrdnjavanja uz održavanje stabilnog tlaka kako bi se ploča u potpunosti stvrdnula i smanjilo stvaranje unutarnjeg naprezanja.