Στην κατασκευή και εφαρμογή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, η παραμόρφωση είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση και την αξιοπιστία τους. Η παραμόρφωση της πλακέτας pcb μπορεί όχι μόνο να οδηγήσει σε κακή συγκόλληση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, προκαλώντας αστοχίες στην ηλεκτρική σύνδεση, αλλά επίσης να επηρεάσει τη συνολική ακρίβεια συναρμολόγησης του προϊόντος και να μειώσει την ποιότητα του προϊόντος. Ως εκ τούτου, η εφαρμογή ενός αποτελεσματικού συστήματος ελέγχου στρέβλωσης της πλακέτας PCB είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της ποιότητας της πλακέτας PCB και τη διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας των ηλεκτρονικών συσκευών.
1, Ανάλυση των αιτιών της παραμόρφωσης της πλακέτας pcb
Υλικοί παράγοντες
Διαφορές στα χαρακτηριστικά πλακέτας: Διαφορετικοί τύποι πλακών pcb, όπως οι κοινές FR-4, CEM-3 κ.λπ., έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής PCB, όταν υποβάλλονται σε συγκόλληση σε υψηλές-θερμοκρασίες και άλλες διεργασίες, η ανομοιόμορφη θερμική διαστολή κάθε στρώματος της πλακέτας μπορεί εύκολα να δημιουργήσει εσωτερική πίεση, οδηγώντας σε παραμόρφωση. Για παράδειγμα, η πλακέτα FR-4 έχει σχετικά μεγάλο συντελεστή θερμικής διαστολής προς την κατεύθυνση του άξονα Z. Σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, η διαστολή στην κατεύθυνση του άξονα Z είναι μεγαλύτερη από αυτή στους άξονες X και Y. Αυτό το ανισότροπο χαρακτηριστικό διαστολής αυξάνει τον κίνδυνο παραμόρφωσης.
Συγκόλληση φύλλου χαλκού με υπόστρωμα: Το φύλλο χαλκού, ως βασικό μέρος των κυκλωμάτων μεταφοράς της πλακέτας pcb, μπορεί επίσης να επηρεάσει τον βαθμό στρέβλωσης λόγω της συγκόλλησής του με το υπόστρωμα. Εάν η δύναμη συγκόλλησης μεταξύ φύλλου χαλκού και υποστρώματος είναι ανομοιόμορφη κατά τη διαδικασία ελασματοποίησης, μπορεί να προκύψει διαχωρισμός ή σχετική μετατόπιση μεταξύ φύλλου χαλκού και υποστρώματος με αλλαγές θερμοκρασίας και μηχανική καταπόνηση κατά την επακόλουθη επεξεργασία και χρήση, οδηγώντας σε παραμόρφωση της πλακέτας pcb.
Παράγοντες σχεδιασμού
Ανομοιόμορφη διάταξη κυκλώματος: Η ανομοιόμορφη διάταξη κυκλώματος σε πλακέτες PCB μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη κατανομή τάσης στην πλακέτα. Εάν η κατανομή του φύλλου χαλκού σε μια συγκεκριμένη περιοχή είναι πολύ πυκνή, ενώ άλλες περιοχές είναι σχετικά αραιές, κατά τη θερμική επεξεργασία, η πυκνή περιοχή του φύλλου χαλκού απορροφά περισσότερη θερμότητα και επεκτείνεται σε μεγαλύτερο βαθμό, σχηματίζοντας μεγάλη εσωτερική διαφορά τάσης με την αραιή περιοχή του φύλλου χαλκού, η οποία προωθεί την πλακέτα pcb να παραμορφώνεται. Για παράδειγμα, στη σχεδίαση της πλακέτας pcb ορισμένων ηλεκτρονικών προϊόντων υψηλής ισχύος-, η περιοχή όπου συγκεντρώνονται οι συσκευές ισχύος έχει μεγάλη επιφάνεια φύλλου χαλκού και πάχος. Εάν η διάταξη δεν είναι λογική, μπορεί εύκολα να προκαλέσει παραμόρφωση της πλακέτας σε αυτήν την περιοχή.
Αναντιστοιχία μεταξύ πάχους και μεγέθους πλακέτας: Υπάρχει μια ορισμένη αναλογική σχέση μεταξύ του πάχους και του μεγέθους της πλακέτας PCB. Όταν το πάχος της σανίδας είναι πολύ λεπτό και το μέγεθος είναι πολύ μεγάλο, η ακαμψία της σανίδας είναι ανεπαρκής και επηρεάζεται εύκολα από τις εξωτερικές δυνάμεις και τη θερμική καταπόνηση κατά την επεξεργασία και τη χρήση, με αποτέλεσμα να παραμορφώνεται. Αντίθετα, εάν το πάχος της σανίδας είναι πολύ μεγάλο και το μέγεθος είναι πολύ μικρό, μπορεί να αυξήσει το κόστος λόγω υπερβολικού σχεδιασμού και μπορεί επίσης να προκαλέσει παραμόρφωση κατά την επεξεργασία λόγω συγκέντρωσης τάσεων.
Παράγοντες διαδικασίας παραγωγής
Πρόβλημα διαδικασίας πίεσης: Το πάτημα είναι μια κρίσιμη διαδικασία στην κατασκευή πλακών pcb. Εάν η θερμοκρασία, η πίεση και ο χρόνος πίεσης δεν ελέγχονται σωστά, μπορεί να οδηγήσει σε χαλαρή ή ανομοιόμορφη συγκόλληση μεταξύ των στρωμάτων στο εσωτερικό της σανίδας, με αποτέλεσμα εσωτερική πίεση και παραμόρφωση. Για παράδειγμα, εάν η θερμοκρασία πίεσης είναι πολύ υψηλή ή ο ρυθμός θέρμανσης είναι πολύ γρήγορος, το φύλλο θα μαλακώσει υπερβολικά και θα είναι επιρρεπές σε παραμόρφωση υπό πίεση. Η ανομοιόμορφη πίεση συμπίεσης μπορεί να οδηγήσει σε ασυνεπή συγκόλληση μεταξύ διαφορετικών τμημάτων της σανίδας, με αποτέλεσμα τη στρέβλωση.
2, σχέδιο ελέγχου στρέβλωσης πλακέτας pcb
Βελτιστοποίηση επιλογής υλικού
Αντιστοίχιση συντελεστή θερμικής διαστολής: Όταν επιλέγετε πλακέτες pcb, προσπαθήστε να επιλέξετε υλικά με παρόμοιους συντελεστές θερμικής διαστολής προς όλες τις κατευθύνσεις για να μειώσετε την εσωτερική καταπόνηση που προκαλείται από διαφορές στη θερμική διαστολή. Για ορισμένα σενάρια εφαρμογής που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή στρέβλωση, όπως οι πλακέτες pcb σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό αεροδιαστημικής, μπορούν να ληφθούν υπόψη υλικά με χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και ισοτροπία, όπως κεραμικά υποστρώματα. Για συνηθισμένα ηλεκτρονικά προϊόντα, ο συντελεστής θερμικής διαστολής διαφορετικών τύπων πλακών FR-4 μπορεί να ελεγχθεί και να συγκριθεί με την επιλογή της πλακέτας που είναι πιο κατάλληλη για τις απαιτήσεις σχεδιασμού προϊόντος.
Εξασφαλίστε την ποιότητα του φύλλου και του υποστρώματος χαλκού: Επιλέξτε αξιόπιστο φύλλο και υπόστρωμα χαλκού για να εξασφαλίσετε καλή συγκόλληση μεταξύ τους. Κατά τη διαδικασία προμήθειας, ελέγχονται αυστηρά τα ποιοτικά πρότυπα των πρώτων υλών και ελέγχονται παράμετροι όπως η τραχύτητα και η καθαρότητα του φύλλου χαλκού, η περιεκτικότητα σε ρητίνη του υποστρώματος και η κατανομή των ινών γυαλιού. Για παράδειγμα, η χρήση φύλλου χαλκού με ειδικά επεξεργασμένη επιφάνεια μπορεί να αυξήσει την πρόσφυσή του στο υπόστρωμα και να μειώσει τον κίνδυνο διαχωρισμού μεταξύ του φύλλου χαλκού και του υποστρώματος κατά την επεξεργασία.
Πρόληψη κατά τη φάση σχεδιασμού
Λογική διάταξη κυκλωμάτων: Στο σχεδιασμό πλακέτας pcb, η διάταξη του κυκλώματος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη για να αποφευχθεί η συγκέντρωση φύλλου χαλκού σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Για εξαρτήματα με υψηλή ισχύ και υψηλή παραγωγή θερμότητας, θα πρέπει να διασκορπίζονται και να τακτοποιούνται εύλογα και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται φύλλα χαλκού μεγάλης-απαγωγής θερμότητας για απαγωγή θερμότητας, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα ομοιόμορφη κατανομή των φύλλων χαλκού απαγωγής θερμότητας για εξισορρόπηση της πίεσης στην πλακέτα κατά τη θερμική επεξεργασία. Για παράδειγμα, όταν σχεδιάζετε μια μητρική πλακέτα υπολογιστή, οι γραμμές τροφοδοσίας και τα φύλλα χαλκού απαγωγής θερμότητας των τσιπ υψηλής ισχύος-όπως η CPU και η GPU κατανέμονται ομοιόμορφα στη μητρική πλακέτα για να μειωθεί η παραμόρφωση που προκαλείται από την τοπική πυκνότητα του φύλλου χαλκού.
Βελτιστοποιήστε την αναλογία πάχους πλακέτας προς μέγεθος: Με βάση τις πραγματικές απαιτήσεις χρήσης της πλακέτας pcb, υπολογίστε και προσδιορίστε με ακρίβεια τη βέλτιστη αναλογία πάχους πλακέτας προς μέγεθος. Με την προϋπόθεση ότι πληροίτε τις απαιτήσεις ηλεκτρικής απόδοσης και μηχανικής αντοχής, επιλέξτε το κατάλληλο πάχος πλάκας για να βελτιώσετε την ακαμψία της πλάκας. Για μεγαλύτερες πλακέτες PCB, η ικανότητά τους κατά της παραμόρφωσης μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη ενισχυτικών νευρώσεων ή την υιοθέτηση μιας δομής πλακέτας πολλαπλών-στρώσεων. Για παράδειγμα, στο σχεδιασμό μεγάλων πλακών pcb για εξοπλισμό βιομηχανικού ελέγχου, οι ενισχυτικές νευρώσεις τοποθετούνται στις άκρες και στα βασικά μέρη της πλακέτας, βελτιώνοντας αποτελεσματικά τη συνολική ακαμψία της πλακέτας και μειώνοντας τη στρέβλωση.
Βελτίωση της παραγωγικής διαδικασίας
Ακριβής έλεγχος της διαδικασίας συμπίεσης: Στη διαδικασία συμπίεσης, χρησιμοποιούνται προηγμένος εξοπλισμός συμπίεσης και συστήματα ελέγχου για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας, της πίεσης και του χρόνου συμπίεσης. Αναπτύξτε μια λογική καμπύλη διαδικασίας συμπίεσης για να διασφαλίσετε ότι η σανίδα θερμαίνεται ομοιόμορφα και συμπιέζεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμπίεσης και ότι κάθε στρώμα είναι πλήρως συνδεδεμένο. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία συγκόλλησης τμηματικής θέρμανσης και σταθερής πίεσης, η ρητίνη αρχικά ρέει σε χαμηλότερη θερμοκρασία για να γεμίσει τα κενά μεταξύ των στρωμάτων της σανίδας και στη συνέχεια η θερμοκρασία αυξάνεται σταδιακά στη θερμοκρασία σκλήρυνσης ενώ διατηρείται σταθερή πίεση για πλήρη σκλήρυνση της σανίδας και μείωση της δημιουργίας εσωτερικής τάσης.