Baskılı devre kartlarının imalatında ve uygulamasında çarpıklık, bunların performansını ve güvenilirliğini etkileyen önemli bir faktördür. PCB kartının bükülmesi yalnızca elektronik bileşenlerin zayıf lehimlenmesine ve elektrik bağlantısı arızalarına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda ürünün genel montaj doğruluğunu da etkiler ve ürün kalitesini düşürür. Bu nedenle, etkili bir PCB kartı çarpıklık kontrol şemasının uygulanması, PCB kartı kalitesinin iyileştirilmesi ve elektronik cihazların kararlı çalışmasının sağlanması açısından büyük önem taşımaktadır.
1, PCB kartı çarpıklığının nedenlerinin analizi
Maddi faktörler
Kart özelliklerindeki farklılıklar: Yaygın FR-4, CEM-3 vb. gibi farklı türdeki PCB kartları farklı termal genleşme katsayılarına sahiptir. PCB imalat süreci sırasında, yüksek-sıcaklıkta kaynak ve diğer işlemlere tabi tutulurken, kartın her katmanındaki eşit olmayan termal genleşme kolaylıkla iç gerilim oluşturabilir ve bu da bükülmeye neden olabilir. Örneğin, FR-4 kartı, Z ekseni yönünde nispeten büyük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Yüksek sıcaklıktaki ortamlarda Z ekseni yönündeki genişleme, X ve Y eksenlerindeki genişlemeden daha fazladır. Bu anizotropik genişleme özelliği bükülme riskini artırır.
Alt katmana bakır folyo bağlanması: PCB kartı taşıyan devrelerin önemli bir parçası olan bakır folyo, alt katmana bağlanmasından dolayı çarpıklık derecesini de etkileyebilir. Laminasyon işlemi sırasında bakır folyo ile alt tabaka arasındaki bağlanma kuvveti eşit değilse, sonraki işlem ve kullanım sırasında sıcaklık değişiklikleri ve mekanik stres nedeniyle bakır folyo ile alt tabaka arasında ayrılma veya göreceli yer değiştirme meydana gelebilir ve bu da PCB kartının bükülmesine neden olabilir.
Tasarım faktörleri
Düzensiz devre düzeni: PCB kartlarındaki eşit olmayan devre düzeni, kart üzerinde eşit olmayan gerilim dağılımına yol açabilir. Belirli bir alandaki bakır folyo dağılımı çok yoğun, diğer alanlar ise nispeten seyrekse, ısıl işlem sırasında bakır folyonun yoğun olduğu alan daha fazla ısı emer ve daha büyük ölçüde genişler, bakır folyonun seyrek alanıyla büyük bir iç gerilim farkı oluşturur, bu da PCB kartının bükülmesine neden olur. Örneğin bazı yüksek-güçlü elektronik ürünlerin PCB kartı tasarımında, güç cihazlarının yoğunlaştığı alan geniş bir bakır folyo alanına ve kalın kalınlığa sahiptir. Eğer yerleşim düzeni makul değilse o bölgedeki panonun kolaylıkla deformasyonuna neden olabilir.
Kart kalınlığı ve boyutu arasındaki uyumsuzluk: PCB kartının kalınlığı ve boyutu arasında belirli bir orantısal ilişki vardır. Levhanın kalınlığı çok ince ve boyutu çok büyük olduğunda levhanın sertliği yetersiz kalır ve işleme ve kullanım sırasında dış kuvvetlerden ve termal streslerden kolaylıkla etkilenerek çarpılmalara neden olur. Aksine, levhanın kalınlığının çok büyük ve boyutunun çok küçük olması, aşırı tasarım nedeniyle maliyetleri artırabileceği gibi, stres yoğunlaşması nedeniyle işlem sırasında çarpılmalara da neden olabilir.
Üretim süreci faktörleri
Presleme işlemi sorunu: Presleme, PCB kartı üretiminde kritik bir işlemdir. Presleme sıcaklığı, basıncı ve süresi uygun şekilde kontrol edilmezse, levhanın içindeki katmanlar arasında gevşek veya eşit olmayan bağlantılara yol açarak iç gerilime ve bükülmeye neden olabilir. Örneğin, presleme sıcaklığı çok yüksekse veya ısıtma hızı çok hızlıysa, levha aşırı derecede yumuşayacak ve basınç altında deformasyona yatkın hale gelecektir; Eşit olmayan sıkıştırma basıncı, levhanın farklı parçaları arasında tutarsız bağlanmaya yol açarak bükülmeye neden olabilir.
2, pcb kartı çarpıklık kontrol şeması
Malzeme seçimi optimizasyonu
Eşleşen termal genleşme katsayısı: PCB kartlarını seçerken, termal genleşmedeki farklılıkların neden olduğu iç gerilimi azaltmak için her yönde benzer termal genleşme katsayılarına sahip malzemeleri seçmeye çalışın. Havacılık elektronik ekipmanındaki PCB kartları gibi son derece yüksek çarpıklık gerektiren bazı uygulama senaryoları için, seramik alt tabakalar gibi düşük termal genleşme katsayısına ve izotropiye sahip malzemeler düşünülebilir. Sıradan elektronik ürünler için, farklı tipteki FR-4 kartlarının termal genleşme katsayıları taranabilir ve ürün tasarım gereksinimlerine daha uygun olan kartı seçmek için karşılaştırılabilir.
Bakır folyo ve alt tabakanın kalitesinden emin olun: Aralarında iyi bir bağ olmasını sağlamak için güvenilir bakır folyo ve alt tabaka seçin. Tedarik sürecinde, hammaddelerin kalite standartları sıkı bir şekilde kontrol ediliyor ve bakır folyonun pürüzlülüğü ve saflığı, alt tabakanın reçine içeriği, cam elyafın dağılımı gibi parametreler test ediliyor. Örneğin, özel olarak işlenmiş bir yüzeye sahip bakır folyo kullanmak, bunun alt tabakaya yapışmasını artırabilir ve işlem sırasında bakır folyo ile alt tabaka arasındaki ayrılma riskini azaltabilir.
Tasarım aşamasında önleme
Devrelerin makul yerleşimi: PCB kartı tasarımında, bakır folyonun belirli bir alanda yoğunlaşmasını önlemek için devre düzeni mümkün olduğu kadar tekdüze olmalıdır. Yüksek güce ve yüksek ısı üretimine sahip bileşenler için, bunlar makul şekilde dağıtılmalı ve düzenlenmeli ve ısı dağıtımı için geniş-alanlı ısı dağıtımlı bakır levhalar kullanılmalı, aynı zamanda ısıl işlem sırasında kart üzerindeki gerilimi dengelemek için ısı dağıtımlı bakır levhaların eşit dağılımı sağlanmalıdır. Örneğin, bir bilgisayar anakartı tasarlarken, yerel bakır folyo yoğunluğunun neden olduğu bükülmeyi azaltmak için CPU ve GPU gibi yüksek-güçlü yongaların güç kaynağı hatları ve ısı dağıtma bakır levhaları anakart üzerinde eşit olarak dağıtılır.
Kart kalınlığının boyuta oranını optimize edin: PCB kartının gerçek kullanım gereksinimlerine göre, kart kalınlığının boyuta optimum oranını doğru bir şekilde hesaplayın ve belirleyin. Elektriksel performans ve mekanik dayanım gereksinimlerini karşılama öncülüğünde, plakanın sertliğini artırmak için uygun plaka kalınlığını seçin. Daha büyük PCB kartları için, bükülmeyi önleme yetenekleri, takviye çubukları eklenerek veya çok-katmanlı bir kart yapısı benimsenerek artırılabilir. Örneğin, endüstriyel kontrol ekipmanlarına yönelik büyük PCB kartlarının tasarımında, kartın kenarlarına ve önemli kısımlarına takviye çubukları yerleştirilmiştir, bu da kartın genel sağlamlığını etkili bir şekilde artırır ve çarpıklığı azaltır.
Üretim süreci iyileştirmesi
Presleme işleminin hassas kontrolü: Presleme işleminde, presleme sıcaklığını, basıncını ve süresini hassas bir şekilde kontrol etmek için gelişmiş presleme ekipmanları ve kontrol sistemleri kullanılır. Sıkıştırma işlemi sırasında panelin eşit şekilde ısıtılmasını ve sıkıştırılmasını ve her katmanın tamamen yapıştırılmasını sağlamak için makul bir sıkıştırma işlemi eğrisi geliştirin. Örneğin, bölümlü bir ısıtma ve sabit basınçta bağlama işlemi kullanılarak, levhanın katmanları arasındaki boşlukları doldurmak için reçine başlangıçta daha düşük bir sıcaklıkta akıtılır ve daha sonra levhayı tamamen iyileştirmek ve iç gerilim oluşumunu azaltmak için sabit bir basınç muhafaza edilirken sıcaklık yavaş yavaş kürleme sıcaklığına yükseltilir.