U proizvodnji i primeni štampanih ploča, savijanje je važan faktor koji utiče na njihove performanse i pouzdanost. Iskrivljenje štampane ploče može ne samo da dovede do lošeg lemljenja elektronskih komponenti, uzrokujući kvarove na električnim vezama, već i da utiče na ukupnu tačnost montaže proizvoda i umanji kvalitet proizvoda. Stoga je implementacija efikasne šeme kontrole krivljenja štampane ploče od ključnog značaja za poboljšanje kvaliteta štampane ploče i osiguravanje stabilnog rada elektronskih uređaja.
1, Analiza uzroka deformacije PCB ploče
Materijalni faktori
Razlike u karakteristikama ploča: Različite vrste pcb ploča, kao što su uobičajeni FR-4, CEM-3, itd., imaju različite koeficijente termičkog širenja. Tokom procesa proizvodnje PCB-a, kada se podvrgne visoko{9}temperaturnom zavarivanju i drugim procesima, neujednačeno toplinsko širenje svakog sloja ploče može lako stvoriti unutrašnje naprezanje, što dovodi do savijanja. Na primjer, FR-4 ploča ima relativno veliki koeficijent toplinskog širenja u smjeru Z-ose. U okruženjima s visokim temperaturama, širenje u smjeru Z-ose je veće od širenja u osi X i Y. Ova karakteristika anizotropnog širenja povećava rizik od savijanja.
Vezivanje bakrene folije sa podlogom: Bakarna folija, kao ključni deo nosivih kola za štampanu ploču, takođe može uticati na stepen savijanja usled svog vezivanja sa podlogom. Ako je sila vezivanja između bakarne folije i podloge neravnomjerna tokom procesa laminiranja, može doći do razdvajanja ili relativnog pomaka između bakarne folije i podloge s promjenama temperature i mehaničkim naprezanjem tijekom naknadne obrade i upotrebe, što dovodi do savijanja PCB ploče.
Faktori dizajna
Neravnomjeran raspored kola: Neravnomjeran raspored kola na štampanim pločama može dovesti do neravnomjerne raspodjele naprezanja na ploči. Ako je distribucija bakarne folije u određenom području previše gusta, dok su druga područja relativno rijetka, tokom termičke obrade, gusto područje bakrene folije apsorbira više topline i širi se u većoj mjeri, stvarajući veliku unutarnju razliku naprezanja s rijetkim područjem bakarne folije, što podstiče savijanje ploče. Na primjer, u dizajnu pcb ploče nekih-elektronskih proizvoda velike snage, područje gdje su koncentrirani energetski uređaji ima veliku površinu bakarne folije i debljinu. Ako raspored nije razuman, lako može uzrokovati deformaciju ploče u tom području.
Neusklađenost između debljine i veličine ploče: Postoji određeni proporcionalni odnos između debljine i veličine štampane ploče. Kada je debljina ploče pretanka, a veličina prevelika, krutost ploče je nedovoljna i lako podliježe vanjskim silama i termičkom naprezanju tijekom obrade i upotrebe, što rezultira savijanjem. Naprotiv, ako je debljina ploče prevelika, a veličina premala, to može povećati troškove zbog pretjeranog dizajna, a može uzrokovati i savijanje tijekom obrade zbog koncentracije naprezanja.
Faktori procesa proizvodnje
Problem procesa presovanja: Prešanje je kritičan proces u proizvodnji štampanih ploča. Ako temperatura prešanja, pritisak i vrijeme nisu pravilno kontrolirani, to može dovesti do labavog ili neravnomjernog spajanja između slojeva unutar ploče, što rezultira unutrašnjim naprezanjem i savijanjem. Na primjer, ako je temperatura presovanja previsoka ili je brzina zagrijavanja prebrza, lim će pretjerano omekšati i biti sklon deformaciji pod pritiskom; Neujednačen pritisak kompresije može dovesti do nedosljednog spajanja između različitih dijelova ploče, što rezultira savijanjem.
2, kontrolna shema iskrivljavanja pcb ploče
Optimizacija izbora materijala
Odgovarajući koeficijent toplinskog širenja: Prilikom odabira štampanih ploča, pokušajte odabrati materijale sa sličnim koeficijentima toplinskog širenja u svim smjerovima kako biste smanjili unutarnje naprezanje uzrokovano razlikama u toplinskom širenju. Za neke scenarije primjene koji zahtijevaju ekstremno veliko savijanje, kao što su pcb ploče u elektronskoj opremi u vazduhoplovstvu, mogu se uzeti u obzir materijali sa niskim koeficijentom toplotnog širenja i izotropijom kao što su keramičke podloge. Za obične elektronske proizvode, koeficijent termičke ekspanzije različitih tipova FR-4 ploča može se pregledati i uporediti kako bi se izabrala ploča koja je prikladnija za zahtjeve dizajna proizvoda.
Osigurajte kvalitet bakrene folije i podloge: Odaberite pouzdanu bakrenu foliju i podlogu kako biste osigurali dobro spajanje između njih. U procesu nabavke strogo se kontrolišu standardi kvaliteta sirovina, a ispituju se parametri kao što su hrapavost i čistoća bakarne folije, sadržaj smole u podlozi i distribucija staklenih vlakana. Na primjer, korištenje bakarne folije sa posebno obrađenom površinom može povećati njeno prianjanje na podlogu i smanjiti rizik od razdvajanja bakarne folije i podloge tokom obrade.
Prevencija u fazi projektovanja
Razuman raspored kola: U dizajnu štampane ploče, raspored kola treba da bude što je moguće ujednačeniji kako bi se izbegla koncentracija bakarne folije u određenom području. Za komponente sa velikom snagom i visokom proizvodnjom topline, treba ih razumno raspršiti i rasporediti, a za odvođenje topline treba koristiti velike-bakrene ploče za disipaciju topline, istovremeno osiguravajući ujednačenu distribuciju bakrenih limova za rasipanje topline kako bi se uravnotežio napon na ploči tokom termičke obrade. Na primjer, kada se dizajnira matična ploča računara, vodovi za napajanje i bakreni listovi za disipaciju topline čipova velike{3}}će snage, kao što su CPU i GPU, ravnomjerno su raspoređeni na matičnoj ploči kako bi se smanjilo savijanje uzrokovano lokalnom gustinom bakrene folije.
Optimizirajte omjer debljine ploče i veličine: Na osnovu stvarnih zahtjeva za korištenje PCB ploče, precizno izračunajte i odredite optimalni omjer debljine ploče i veličine. Pod pretpostavkom da ispunite zahtjeve električnih performansi 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 višeslojne strukture ploče. Na primjer, u dizajnu velikih PCB ploča za industrijsku kontrolnu opremu, ojačavajuća rebra su postavljena na rubovima i ključnim dijelovima ploče, efektivno poboljšavajući ukupnu krutost ploče i smanjujući savijanje.
Poboljšanje procesa proizvodnje
Precizna kontrola procesa presovanja: U procesu presovanja, napredna oprema za presovanje i kontrolni sistemi se koriste za preciznu kontrolu temperature, pritiska i vremena presovanja. Razvijte razumnu krivu procesa kompresije kako biste osigurali da se ploča ravnomjerno zagrijava i kompresuje tokom procesa kompresije, te da je svaki sloj u potpunosti spojen. Na primjer, korištenjem segmentiranog zagrijavanja i procesa vezivanja pod stalnim pritiskom, smola se u početku teče na nižoj temperaturi kako bi se popunile praznine između slojeva ploče, a zatim se temperatura postepeno povećava do temperature očvršćavanja uz održavanje stabilnog pritiska kako bi se ploča potpuno očvrsnula i smanjilo stvaranje unutrašnjeg naprezanja.