La produzione di PCB è il processo di costruzione di un PCB fisico da un progetto PCB secondo un determinato insieme di specifiche.La comprensione delle specifiche di progettazione è molto importante in quanto influisce sulla producibilità, sulle prestazioni e sulla resa produttiva del PCB.

 

Una delle importanti specifiche di progettazione da seguire è "Balanced Copper" nella produzione di PCB.È necessario ottenere una copertura uniforme del rame in ogni strato dello stack del PCB per evitare problemi elettrici e meccanici che possono ostacolare le prestazioni del circuito.

 

Che cosa significa rame bilanciato PCB?

Il rame bilanciato è un metodo di tracce di rame simmetriche in ogni strato della pila di PCB, necessario per evitare torsioni, piegature o deformazioni della scheda.Alcuni ingegneri e produttori di layout insistono sul fatto che la sovrapposizione speculare della metà superiore dello strato sia completamente simmetrica rispetto alla metà inferiore del PCB.

 

 

 

Funzione di bilanciamento del rame PCB

Instradamento

 

Lo strato di rame viene inciso per formare le tracce e il rame utilizzato come tracce trasporta il calore insieme ai segnali in tutta la scheda.Ciò riduce i danni causati dal riscaldamento irregolare della tavola che potrebbe causare la rottura delle guide interne.

 

Termosifone

 

Il rame viene utilizzato come strato di dissipazione del calore del circuito di generazione di energia, che evita l'uso di ulteriori componenti di dissipazione del calore e riduce notevolmente i costi di produzione.

 

Aumentare lo spessore dei conduttori e delle piazzole di superficie

 

Il rame utilizzato come placcatura su un PCB aumenta lo spessore dei conduttori e delle piazzole di superficie.Inoltre, grazie ai fori passanti placcati, si ottengono robuste connessioni interstrato in rame.

 

Impedenza di terra e caduta di tensione ridotte

 

Il rame bilanciato PCB riduce l'impedenza di terra e la caduta di tensione, riducendo così il rumore e, allo stesso tempo, può migliorare l'efficienza dell'alimentatore.

 

Effetto rame bilanciamento PCB

Nella produzione di PCB, se la distribuzione del rame tra gli stack non è uniforme, possono verificarsi i seguenti problemi:

 

1. Equilibrio dello stack non corretto

 

Bilanciare una pila significa avere strati simmetrici nel progetto, e l'idea nel fare ciò è di rinunciare alle aree di rischio che potrebbero deformarsi durante le fasi di assemblaggio e laminazione della pila.

 

Il modo migliore per farlo è iniziare il progetto della casa impilabile al centro del tabellone e posizionare lì gli strati spessi.Spesso, la strategia del progettista di circuiti stampati consiste nel rispecchiare la metà superiore dello stackup con la metà inferiore.

 

Stratificazione 2.PCB

 

Il problema deriva principalmente dall'utilizzo di rame più spesso (50um o più) sui nuclei in cui la superficie del rame è sbilanciata e, peggio ancora, non c'è quasi nessun riempimento di rame nel modello.

 

In questo caso, la superficie di rame deve essere integrata con aree o piani "falsi" per impedire la fuoriuscita di prepreg nel modello e la successiva delaminazione o cortocircuito tra gli strati.

 

Nessuna delaminazione del PCB: l'85% del rame è riempito nello strato interno, quindi è sufficiente riempire con prepreg, non c'è rischio di delaminazione.

 

Nessun rischio di delaminazione PCB

 

Esiste il rischio di delaminazione del PCB: il rame è riempito solo del 45% e il prepreg interstrato non è sufficientemente riempito e sussiste il rischio di delaminazione.

 

3. Lo spessore dello strato dielettrico non è uniforme

 

La gestione dello stack a livello di scheda è un elemento chiave nella progettazione di schede ad alta velocità.Per mantenere la simmetria del layout, il modo più sicuro è bilanciare lo strato dielettrico e lo spessore dello strato dielettrico dovrebbe essere disposto simmetricamente come gli strati del tetto.

 

Ma a volte è difficile ottenere uniformità nello spessore del dielettrico.Ciò è dovuto ad alcuni vincoli di produzione.In questo caso, il progettista dovrà allentare la tolleranza e consentire uno spessore non uniforme e un certo grado di deformazione.

 

 

 

4.La sezione trasversale del circuito non è uniforme

 

Uno dei comuni problemi di progettazione sbilanciata è la sezione trasversale impropria della scheda.I depositi di rame sono più grandi in alcuni strati rispetto ad altri.Questo problema deriva dal fatto che la consistenza del rame non viene mantenuta attraverso i diversi strati.Di conseguenza, una volta assemblati, alcuni strati diventano più spessi, mentre altri strati con un basso deposito di rame rimangono più sottili.Quando la pressione viene applicata lateralmente alla placca, questa si deforma.Per evitare ciò, la copertura in rame deve essere simmetrica rispetto allo strato centrale.

 

5.Laminazione ibrida (materiale misto).

 

A volte i progetti utilizzano materiali misti negli strati del tetto.Materiali diversi hanno coefficienti termici (CTC) diversi.Questo tipo di struttura ibrida aumenta il rischio di deformazione durante l'assemblaggio di rifusione.

 

 

L'influenza della distribuzione sbilanciata del rame

Le variazioni nella deposizione di rame possono causare la deformazione del PCB.Alcune deformazioni e difetti sono menzionati di seguito:

 

Deformazione

 

La deformazione non è altro che una deformazione della forma della tavola.Durante la cottura e la manipolazione del pannello, la lamina di rame e il substrato subiranno diverse dilatazioni e compressioni meccaniche.Ciò porta a deviazioni nel loro coefficiente di espansione.Successivamente, le sollecitazioni interne sviluppate sulla tavola portano alla deformazione.

 

A seconda dell'applicazione, il materiale del PCB può essere in fibra di vetro o qualsiasi altro materiale composito.Durante il processo di fabbricazione, i circuiti stampati subiscono molteplici trattamenti termici.Se il calore non è distribuito uniformemente e la temperatura supera il coefficiente di dilatazione termica (Tg), la tavola si deformerà.

 

Cattiva galvanica del modello conduttivo

 

Per impostare correttamente il processo di placcatura, l'equilibrio del rame sullo strato conduttivo è molto importante.Se il rame non è bilanciato in alto e in basso, o anche in ogni singolo strato, può verificarsi una placcatura eccessiva e portare a tracce o incisioni insufficienti delle connessioni.In particolare si tratta di coppie differenziali con valori di impedenza misurati.Impostare il corretto processo di placcatura è complesso e talvolta impossibile.Pertanto, è importante integrare l'equilibrio del rame con patch "false" o rame pieno.

 

                                                         Integrato con rame bilanciato

 

                                                           Nessun rame bilanciato supplementare

 

Se l'arco è sbilanciato, lo strato PCB avrà una curvatura cilindrica o sferica

 

In parole semplici, si può dire che i quattro angoli di un tavolo sono fissi e il piano del tavolo si alza sopra di esso.Si chiamava arco ed era il risultato di un problema tecnico

 

L'arco crea tensione sulla superficie nella stessa direzione della curva.Inoltre, provoca il flusso di correnti casuali attraverso la scheda.

                                                                                       

 

La torsione della torsione è influenzata da fattori come il materiale e lo spessore del circuito stampato.La torsione si verifica quando un angolo qualsiasi della tavola non è allineato simmetricamente con gli altri angoli.Una particolare superficie sale in diagonale e poi gli altri angoli si torcono.Molto simile a quando un cuscino viene tirato da un angolo di un tavolo mentre l'altro angolo viene attorcigliato.Si prega di fare riferimento alla figura sottostante.

 

Effetto distorsione