A fabricação de PCB é o processo de construção de um PCB físico a partir de um projeto de PCB de acordo com um determinado conjunto de especificações.Compreender a especificação do projeto é muito importante, pois afeta a capacidade de fabricação, o desempenho e o rendimento da produção do PCB.

 

Uma das importantes especificações de projeto a seguir é o "Cobre Balanceado" na fabricação de PCB.Cobertura de cobre consistente deve ser alcançada em cada camada da pilha de PCB para evitar problemas elétricos e mecânicos que podem prejudicar o desempenho do circuito.

 

O que significa cobre de equilíbrio de PCB?

O cobre balanceado é um método de traços de cobre simétricos em cada camada do empilhamento de PCB, o que é necessário para evitar torções, dobras ou empenamentos da placa.Alguns engenheiros de layout e fabricantes insistem que a pilha espelhada da metade superior da camada seja completamente simétrica à metade inferior do PCB.

 

 

 

Função de cobre de equilíbrio de PCB

Roteamento

 

A camada de cobre é gravada para formar os traços, e o cobre usado como os traços carrega o calor junto com os sinais por toda a placa.Isso reduz os danos causados ​​pelo aquecimento irregular da placa que pode causar a quebra dos trilhos internos.

 

Radiador

 

O cobre é usado como camada de dissipação de calor do circuito de geração de energia, o que evita o uso de componentes adicionais de dissipação de calor e reduz consideravelmente o custo de fabricação.

 

Aumente a espessura dos condutores e almofadas de superfície

 

O cobre usado como revestimento em um PCB aumenta a espessura dos condutores e das almofadas de superfície.Além disso, conexões robustas de cobre entre camadas são obtidas por meio de furos passantes revestidos.

 

Impedância de aterramento reduzida e queda de tensão

 

O cobre balanceado PCB reduz a impedância de aterramento e a queda de tensão, reduzindo assim o ruído e, ao mesmo tempo, pode melhorar a eficiência da fonte de alimentação.

 

Efeito de cobre de equilíbrio de PCB

Na fabricação de PCBs, se a distribuição do cobre entre as pilhas não for uniforme, podem ocorrer os seguintes problemas:

 

1.Equilíbrio de pilha impróprio

 

Equilibrar uma pilha significa ter camadas simétricas em seu projeto, e a ideia ao fazer isso é abrir mão de áreas de risco que podem se deformar durante as etapas de montagem e laminação da pilha.

 

A melhor maneira de fazer isso é começar o design do stack house no centro da placa e colocar as camadas grossas lá.Freqüentemente, a estratégia do projetista de PCB é espelhar a metade superior da pilha com a metade inferior.

 

2. Camadas de PCB

 

O problema vem principalmente do uso de cobre mais espesso (50um ou mais) em núcleos onde a superfície do cobre é desequilibrada e, pior, quase não há preenchimento de cobre no padrão.

 

Nesse caso, a superfície de cobre precisa ser complementada com áreas ou planos "falsos" para evitar o derramamento de pré-impregnado no padrão e subsequente delaminação ou curto-circuito entre as camadas.

 

Sem delaminação do PCB: 85% do cobre é preenchido na camada interna, então o preenchimento com pré-impregnado é suficiente, não há risco de delaminação.

 

Nenhum risco de delaminação de PCB

 

Existe o risco de delaminação do PCB: o cobre é preenchido apenas em 45% e o pré-impregnado da camada intermediária é insuficientemente preenchido e existe o risco de delaminação.

 

3. A espessura da camada dielétrica é irregular

 

O gerenciamento de pilha de camada de placa é um elemento-chave no design de placas de alta velocidade.Para manter a simetria do layout, a maneira mais segura é equilibrar a camada dielétrica, e a espessura da camada dielétrica deve ser disposta simetricamente como as camadas do telhado.

 

Mas às vezes é difícil conseguir uniformidade na espessura dielétrica.Isso se deve a algumas restrições de fabricação.Nesse caso, o projetista terá que diminuir a tolerância e permitir espessura irregular e algum grau de empenamento.

 

 

 

4. A seção transversal da placa de circuito é irregular

 

Um dos problemas comuns de projeto desbalanceado é a seção transversal inadequada da placa.Os depósitos de cobre são maiores em algumas camadas do que em outras.Este problema decorre do fato de que a consistência do cobre não é mantida nas diferentes camadas.Como resultado, quando montadas, algumas camadas ficam mais espessas, enquanto outras camadas com baixa deposição de cobre ficam mais finas.Quando a pressão é aplicada lateralmente à placa, ela se deforma.Para evitar isso, a cobertura de cobre deve ser simétrica em relação à camada central.

 

5. Laminação híbrida (material misto)

 

Às vezes, os projetos usam materiais mistos nas camadas do telhado.Diferentes materiais têm diferentes coeficientes térmicos (CTC).Este tipo de estrutura híbrida aumenta o risco de empenamento durante a montagem de refluxo.

 

 

A influência da distribuição de cobre desequilibrada

Variações na deposição de cobre podem causar empenamento da PCB.Algumas deformações e defeitos são mencionados abaixo:

 

Empenamento

 

Empenamento nada mais é do que uma deformação da forma da placa.Durante o cozimento e manuseio da placa, a folha de cobre e o substrato sofrerão diferentes expansões e compressões mecânicas.Isso leva a desvios em seu coeficiente de expansão.Posteriormente, as tensões internas desenvolvidas na placa levam ao empenamento.

 

Dependendo da aplicação, o material do PCB pode ser fibra de vidro ou qualquer outro material composto.Durante o processo de fabricação, as placas de circuito passam por vários tratamentos térmicos.Se o calor não for distribuído uniformemente e a temperatura exceder o coeficiente de expansão térmica (Tg), a placa ficará empenada.

 

Galvanoplastia deficiente do padrão condutivo

 

Para configurar adequadamente o processo de galvanização, o equilíbrio do cobre na camada condutora é muito importante.Se o cobre não estiver equilibrado na parte superior e inferior, ou mesmo em cada camada individual, pode ocorrer sobreposição e levar a vestígios ou subgravação das conexões.Em particular, isso diz respeito a pares diferenciais com valores de impedância medidos.Configurar o processo de revestimento correto é complexo e às vezes impossível.Portanto, é importante complementar o equilíbrio de cobre com patches "falsos" ou cobre completo.

 

                                                         Suplementado com cobre balanceado

 

                                                           Sem Cobre de Equilíbrio Suplementar

 

Se o arco estiver desbalanceado, a camada de PCB terá curvatura cilíndrica ou esférica

 

Em linguagem simples, você pode dizer que os quatro cantos de uma mesa são fixos e o tampo da mesa se eleva acima dela.Foi chamado de arco e foi o resultado de uma falha técnica

 

O arco cria tensão na superfície na mesma direção da curva.Além disso, faz com que correntes aleatórias fluam pela placa.

                                                                                       

 

A torção é afetada por fatores como material e espessura da placa de circuito.A torção ocorre quando qualquer um dos cantos da placa não está alinhado simetricamente com os outros cantos.Uma superfície específica sobe na diagonal e, em seguida, os outros cantos se torcem.Muito semelhante a quando uma almofada é puxada de um canto de uma mesa enquanto o outro canto é torcido.Consulte a figura abaixo.

 

Efeito de Distorção