Pri izdelavi in uporabi tiskanih vezij je zvitost pomemben dejavnik, ki vpliva na njihovo delovanje in zanesljivost. Upogibanje plošče tiskanega vezja lahko povzroči ne le slabo spajkanje elektronskih komponent, kar povzroči okvaro električne povezave, ampak tudi vpliva na splošno natančnost sestavljanja izdelka in zmanjša kakovost izdelka. Zato je uvedba učinkovite sheme za nadzor zvijanja plošče PCB ključnega pomena za izboljšanje kakovosti plošče PCB in zagotavljanje stabilnega delovanja elektronskih naprav.
1, Analiza vzrokov za zvijanje plošče PCB
Materialni dejavniki
Razlike v značilnostih plošče: Različne vrste tiskanih plošč, kot so običajne FR-4, CEM-3 itd., imajo različne koeficiente toplotnega raztezanja. Med postopkom izdelave tiskanega vezja, pri visoko{9}}temperaturnem varjenju in drugih postopkih, lahko neenakomerno toplotno raztezanje vsake plasti plošče zlahka povzroči notranjo napetost, ki vodi do zvijanja. Na primer, plošča FR-4 ima razmeroma velik koeficient toplotnega raztezanja v smeri osi Z. V okoljih z visoko temperaturo je raztezanje v smeri osi Z večje od raztezanja v osi X in Y. Ta anizotropna ekspanzijska značilnost poveča tveganje za zvijanje.
Lepljenje bakrene folije s substratom: Bakrena folija kot ključni del nosilnih vezij tiskanih vezij lahko vpliva tudi na stopnjo zvitosti zaradi lepljenja s substratom. Če je vezna sila med bakreno folijo in substratom med postopkom laminacije neenakomerna, lahko pride do ločitve ali relativnega premika med bakreno folijo in substratom zaradi temperaturnih sprememb in mehanskih obremenitev med nadaljnjo obdelavo in uporabo, kar vodi do zvijanja tiskanega vezja.
Oblikovalski dejavniki
Neenakomerna postavitev vezja: Neenakomerna postavitev vezja na tiskanih ploščah lahko povzroči neenakomerno porazdelitev napetosti na plošči. Če je porazdelitev bakrene folije na določenem območju pregosta, medtem ko so druga področja razmeroma redka, med termično obdelavo gosto območje bakrene folije absorbira več toplote in se v večji meri razširi, kar tvori veliko notranjo razliko v napetosti z redkim območjem bakrene folije, kar spodbuja zvijanje plošče PCB. Na primer, pri zasnovi plošče tiskanega vezja nekaterih-zmogljivih elektronskih izdelkov ima območje, kjer so koncentrirane napajalne naprave, veliko površino bakrene folije in debelo debelino. Če postavitev ni razumna, lahko zlahka povzroči deformacijo plošče na tem območju.
Neusklajenost med debelino in velikostjo plošče: Obstaja določeno sorazmerno razmerje med debelino in velikostjo tiskane plošče. Ko je debelina plošče pretanka in velikost prevelika, je togost plošče nezadostna in nanjo zlahka vplivajo zunanje sile in toplotna obremenitev med obdelavo in uporabo, kar povzroči zvijanje. Nasprotno, če je debelina plošče prevelika in velikost premajhna, lahko to poveča stroške zaradi pretiranega oblikovanja in lahko povzroči tudi zvijanje med obdelavo zaradi koncentracije napetosti.
Dejavniki proizvodnega procesa
Težava s postopkom stiskanja: stiskanje je kritičen proces pri izdelavi tiskanih vezij. Če temperatura, tlak in čas stiskanja niso ustrezno nadzorovani, lahko pride do ohlapne ali neenakomerne vezi med plastmi znotraj plošče, kar povzroči notranjo napetost in zvijanje. Na primer, če je temperatura stiskanja previsoka ali je stopnja segrevanja prehitra, se bo plošča čezmerno zmehčala in bo nagnjena k deformacijam pod pritiskom; Neenakomeren stiskalni tlak lahko privede do neskladnega lepljenja med različnimi deli plošče, kar povzroči zvijanje.
2, krmilna shema zvijanja plošče PCB
Optimizacija izbire materiala
Ustrezen koeficient toplotnega raztezanja: Ko izbirate tiskane plošče, poskusite izbrati materiale s podobnimi koeficienti toplotnega raztezanja v vseh smereh, da zmanjšate notranjo napetost, ki jo povzročajo razlike v toplotnem raztezanju. Za nekatere scenarije uporabe, ki zahtevajo izjemno veliko zvijanje, kot so tiskane plošče v letalski elektronski opremi, je mogoče upoštevati materiale z nizkim koeficientom toplotnega raztezanja in izotropijo, kot so keramične podlage. Pri navadnih elektronskih izdelkih je mogoče preveriti koeficient toplotnega raztezanja različnih vrst plošč FR-4 in ga primerjati, da se izbere plošča, ki je primernejša za zahteve glede oblikovanja izdelka.
Zagotovite kakovost bakrene folije in substrata: izberite zanesljivo bakreno folijo in substrat, da zagotovite dobro vez med njima. Med postopkom nabave so standardi kakovosti surovin strogo nadzorovani in testirani so parametri, kot so hrapavost in čistost bakrene folije, vsebnost smole v substratu in porazdelitev steklenih vlaken. Na primer, uporaba bakrene folije s posebej obdelano površino lahko poveča njen oprijem na podlago in zmanjša nevarnost ločitve med bakreno folijo in podlago med obdelavo.
Preprečevanje v fazi projektiranja
Razumna postavitev tokokrogov: Pri oblikovanju plošče PCB mora biti postavitev vezja čim bolj enotna, da se prepreči koncentracija bakrene folije na določenem območju. Pri komponentah z visoko močjo in visokim oddajanjem toplote morajo biti primerno razpršene in razporejene, za odvajanje toplote pa je treba uporabiti-bakrene plošče za odvajanje toplote z veliko površino, pri čemer je treba zagotoviti enakomerno porazdelitev bakrenih plošč za odvajanje toplote za uravnoteženje napetosti na plošči med termično obdelavo. Na primer, ko načrtujete matično ploščo računalnika, so napajalni vodi in bakrene plošče za odvajanje toplote visoko{3}}zmogljivih čipov, kot sta CPE in GPE, enakomerno porazdeljene na matični plošči, da se zmanjša upogibanje, ki ga povzroča lokalna gostota bakrene folije.
Optimizirajte razmerje med debelino plošče in velikostjo: Na podlagi dejanskih potreb uporabe tiskane plošče natančno izračunajte in določite optimalno razmerje med debelino plošče in velikostjo. Glede na izpolnjevanje zahtev glede električne zmogljivosti in mehanske trdnosti izberite ustrezno debelino plošče, da izboljšate togost plošče. Pri večjih tiskanih ploščah je mogoče njihovo sposobnost proti zvijanju povečati z dodajanjem ojačitvenih reber ali sprejetjem več-plastne strukture plošče. Na primer, pri zasnovi velikih tiskanih plošč za industrijsko nadzorno opremo so ojačitvena rebra nastavljena na robovih in ključnih delih plošče, kar učinkovito izboljša splošno togost plošče in zmanjša zvijanje.
Izboljšanje proizvodnega procesa
Natančen nadzor postopka stiskanja: V procesu stiskanja se uporabljajo napredna oprema za stiskanje in nadzorni sistemi za natančen nadzor temperature, tlaka in časa stiskanja. Razvijte razumno krivuljo postopka stiskanja, da zagotovite, da je plošča med postopkom stiskanja enakomerno segreta in stisnjena ter da je vsaka plast popolnoma spojena. Na primer, z uporabo segmentiranega segrevanja in procesa lepljenja s konstantnim pritiskom se smola najprej pretaka pri nižji temperaturi, da zapolni vrzeli med plastmi plošče, nato pa se temperatura postopoma poveča do temperature strjevanja, medtem ko se ohranja stabilen tlak, da se plošča popolnoma strdi in zmanjša ustvarjanje notranje napetosti.