"Tembaga yang Seimbang" dalam Manufaktur PCB

Manufaktur PCB adalah proses membangun PCB fisik dari desain PCB sesuai dengan seperangkat spesifikasi tertentu.Memahami spesifikasi desain sangat penting karena mempengaruhi manufacturability, kinerja dan hasil produksi PCB.

Salah satu spesifikasi desain penting yang harus diikuti adalah "Balanced Copper" dalam pembuatan PCB.Cakupan tembaga yang konsisten harus dicapai di setiap lapisan stackup PCB untuk menghindari masalah listrik dan mekanis yang dapat menghambat kinerja sirkuit.

Apa yang dimaksud dengan tembaga keseimbangan PCB?

Tembaga seimbang adalah metode jejak tembaga simetris di setiap lapisan stackup PCB, yang diperlukan untuk menghindari memutar, membengkokkan atau melengkungkan papan.Beberapa insinyur tata letak dan produsen bersikeras bahwa mirrored tumpukan-up dari setengah atas lapisan benar-benar simetris dengan bagian bawah PCB.

Fungsi tembaga keseimbangan PCB

Routing

Lapisan tembaga diukir untuk membentuk jejak, dan tembaga yang digunakan sebagai jejak membawa panas bersama dengan sinyal ke seluruh papan.Hal ini mengurangi kerusakan akibat pemanasan papan yang tidak teratur yang dapat menyebabkan rel internal pecah.

Radiator

Tembaga digunakan sebagai lapisan disipasi panas dari sirkuit pembangkit listrik, yang menghindari penggunaan komponen disipasi panas tambahan dan sangat mengurangi biaya manufaktur.

Meningkatkan ketebalan konduktor dan bantalan permukaan

Tembaga yang digunakan sebagai plating pada PCB meningkatkan ketebalan konduktor dan bantalan permukaan.

Pengurangan impedansi tanah dan penurunan tegangan

Tembaga seimbang PCB mengurangi impedansi tanah dan penurunan tegangan, sehingga mengurangi kebisingan, dan pada saat yang sama, dapat meningkatkan efisiensi catu daya.

Efek tembaga pada keseimbangan PCB

Dalam pembuatan PCB, jika distribusi tembaga antara tumpukan tidak seragam, masalah berikut dapat terjadi:

Saldo tumpukan yang tidak benar

Menyeimbangkan tumpukan berarti memiliki lapisan simetris dalam desain Anda, dan ide dalam melakukannya adalah untuk melepaskan area risiko yang dapat berubah bentuk selama tahap perakitan tumpukan dan laminasi.

Cara terbaik untuk melakukan ini adalah untuk memulai desain rumah tumpukan di tengah papan dan menempatkan lapisan tebal di sana.strategi perancang PCB adalah untuk mencerminkan setengah atas dari tumpukan dengan setengah bawah.

Superposisi Simetris

Lapisan PCB

Masalahnya terutama berasal dari penggunaan tembaga yang lebih tebal (50um atau lebih) pada inti di mana permukaan tembaga tidak seimbang, dan lebih buruk lagi, hampir tidak ada pengisi tembaga dalam pola.

Dalam hal ini, permukaan tembaga perlu dilengkapi dengan area atau bidang "palsu" untuk mencegah tumpahan prepreg ke dalam pola dan delaminasi berikutnya atau pemendek interlayer.

Tidak ada delaminasi PCB: 85% tembaga diisi dalam lapisan dalam, jadi mengisi dengan prepreg cukup, tidak ada risiko delaminasi.

Tidak ada risiko delaminasi PCB

Ada risiko delaminasi PCB: tembaga hanya diisi 45%, dan prepreg interlayer tidak cukup diisi, dan ada risiko delaminasi.

3. Ketebalan lapisan dielektrik tidak merata

Manajemen tumpukan lapisan papan adalah elemen kunci dalam merancang papan kecepatan tinggi. Untuk menjaga simetri tata letak, cara yang paling aman adalah untuk menyeimbangkan lapisan dielektrik,dan ketebalan lapisan dielektrik harus diatur simetris seperti lapisan atap.

Tapi kadang-kadang sulit untuk mencapai keseragaman dalam ketebalan dielektrik.desainer harus meredakan toleransi dan memungkinkan ketebalan yang tidak merata dan beberapa tingkat warpage.

Bagian lintas papan sirkuit tidak merata

Salah satu masalah desain yang tidak seimbang yang umum adalah potongan tiang yang tidak tepat.Masalah ini berasal dari fakta bahwa konsistensi tembaga tidak dipertahankan di berbagai lapisanAkibatnya, ketika dirakit, beberapa lapisan menjadi lebih tebal, sementara lapisan lain dengan deposisi tembaga rendah tetap lebih tipis.Lapisan tembaga harus simetris terhadap lapisan tengah.

Laminasi hibrida (bahan campuran)

Terkadang desain menggunakan bahan campuran dalam lapisan atap. Bahan yang berbeda memiliki koefisien termal yang berbeda (CTC).Jenis struktur hibrida ini meningkatkan risiko warpage selama perakitan reflow.

Pengaruh distribusi tembaga yang tidak seimbang

Variasi dalam deposisi tembaga dapat menyebabkan PCB warpage. Beberapa warpage dan cacat disebutkan di bawah ini:

Warpage

Warpage tidak lain hanyalah deformasi bentuk papan.foil tembaga dan substrat akan mengalami ekspansi dan kompresi mekanis yang berbedaHal ini menyebabkan penyimpangan dalam koefisien ekspansi mereka. Selanjutnya, tegangan internal yang dikembangkan pada papan menyebabkan penyimpangan.

Tergantung pada aplikasi, bahan PCB dapat menjadi serat kaca atau bahan komposit lainnya.Jika panas tidak terdistribusi secara merata dan suhu melebihi koefisien ekspansi termal (Tg), papan akan warp.

Elektrolitik yang buruk dari pola konduktif

Untuk mengatur proses plating dengan benar, keseimbangan tembaga pada lapisan konduktif sangat penting.overcoating dapat terjadi dan menyebabkan jejak atau underetching dari koneksiSecara khusus ini menyangkut pasangan diferensial dengan nilai impedansi yang diukur.penting untuk melengkapi keseimbangan tembaga dengan tambalan "palsu" atau tembaga penuh.

Ditambah Tembaga yang Seimbang

Tidak Ada Timbangan Tembaga Tambahan

Jika busur tidak seimbang, lapisan PCB akan memiliki kelengkungan silinder atau bola

Dalam bahasa sederhana, Anda dapat mengatakan bahwa keempat sudut meja tetap dan bagian atas meja naik di atasnya.

Busur menciptakan ketegangan pada permukaan ke arah yang sama dengan kurva.

Bersujudlah

Efek busur

• Twisting twist dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti bahan papan sirkuit dan ketebalan. twist terjadi ketika salah satu sudut papan tidak sejajar simetris dengan sudut-sudut lainnya.Satu permukaan tertentu naik secara diagonal, dan kemudian sudut lain memutar. Sangat mirip dengan ketika bantal ditarik dari satu sudut meja sementara sudut lain diputar. Silakan lihat gambar di bawah ini.

Distorsi Efek

• Kerongkongan resin hanyalah hasil dari pemasangan tembaga yang tidak tepat. selama tekanan perakitan, tekanan diterapkan pada pelat dengan cara yang tidak simetris. karena tekanan adalah gaya lateral,permukaan dengan endapan tembaga tipis akan berdarah resinIni menciptakan kekosongan di lokasi itu.
• Pengukuran Bow dan Twist Menurut IPC-6012, nilai maksimum yang diizinkan untuk bow dan twist adalah 0,75% pada papan dengan komponen SMT, dan 1,5% untuk papan lainnya.kita juga dapat menghitung lentur dan memutar untuk ukuran PCB tertentu.

Luas busur = panjang atau lebar pelat × persentase luas busur / 100

Pengukuran memutar melibatkan panjang diagonal papan. Mengingat bahwa pelat dibatasi oleh salah satu sudut dan memutar bertindak dalam kedua arah, faktor 2 disertakan.

Pengepungan maksimum yang diizinkan = 2 x panjang diagonal papan x persentase pembebasan pengepungan / 100

Di sini Anda dapat melihat contoh papan yang 4 "panjang dan 3" lebar, dengan 5" diagonal.

Izin lentur di seluruh panjang = 4 x 0,75/100 = 0,03 inci

Izin lentur dalam lebar = 3 x 0,75/100 = 0,0225 inci

Distorsi maksimum yang diizinkan = 2 x 5 x 0,75/100 = 0,075 inci