Pada masa kini, produk elektronik menuntut peminiaturan dan ketepatan tinggi sehingga peminiaturan komponen telah menjadi satu trend pembangunan yang penting. Apabila komponen yang telah dikecilkan sedia untuk dipasang pada PCB bersaiz besar, keperluan yang jauh lebih tinggi perlu dikenakan terhadap kehalusan permukaan papan. Secara semula jadi, bagaimana mengurangkan tahap herotan (warpage) PCB telah menjadi satu topik penting yang perlu dipertimbangkan oleh pengeluar PCB.
Menurut peraturan pembuatan yang disahkan oleh IPC-600, kebengkokan PCB yang sedia untuk melalui pemasangan SMT dikehendaki tidak melebihi 0.75%. Namun, apabila melibatkan pemasangan komponen kecil pada papan litar dengan kawasan yang besar, peraturan tersebut tidak lagi berkesan. Secara umumnya, untuk memenuhi keperluan pemasangan komponen bersaiz mini pada PCB berkeluasan besar, kebengkokan PCB perlu dikurangkan kepada 0.5% atau lebih rendah.
Analisis Lengkungan
Masalah herotan akan dianalisis terlebih dahulu dalam bahagian ini artikel dengan sampel PCB 8 lapisan yang bersaiz 248mm±0.25x162.2±0.20. Herotan papan ini dikehendaki sebanyak 0.5% tetapi herotan sebenarnya selepas kelompok pertama pengeluaran berada dalam julat dari 2.5% hingga 3.2%.
Struktur lapisan bagi PCB 8 lapis ditunjukkan seperti di bawah.
Nisbah sisa kuprum bagi setiap lapisan ditunjukkan seperti dalam rajah berikut.
Berdasarkan analisis di atas, ciri menonjol papan sampel ini ialah taburan kuprum setiap lapisan yang tidak sekata. Selain itu, kuprum juga agak tebal. Akibatnya, herotan papan berlaku.
Penyelesaian untuk Mengatasi Lengkungan PCB
• Skim#1
Kaedah utama untuk mengimbangkan sisa kuprum antara lapisan papan adalah dengan menambah tuangan kuprum pada kawasan kosong.
Untuk mengurangkan tekanan ubah bentuk pada papan, adalah satu idea yang baik untuk mengecilkan saiz panel dengan kaedah panelisasi berputar. Bagi PCB sampel ini, saiz panel perlu diubah daripada 610mm x 520mm kepada 610mm x 356mm. Susunan panel yang pertama ialah 3x2 manakala yang kedua ialah 2x2.
Disebabkan oleh langkah-langkah penambahbaikan di atas, nisbah sisa kuprum ditunjukkan dalam Rajah 3 di bawah. Selepas pengubahsuaian tersebut, herotan diubah kepada julat dari 2.0% hingga 2.9% yang menunjukkan penambahbaikan yang ketara tetapi masih sedikit jauh daripada keperluan 0.5%.
•Skim#2
Berdasarkan Skim#1, kekakuan papan telah ditambah. Selepas pengubahsuaian tersebut, struktur lapisan papan PCB boleh ditunjukkan oleh rajah berikut.
Pelaksanaan skim ini menyebabkan lengkungan PCB berada dalam julat 2.0% hingga 2.9%. Jelas sekali, skim ini tidak berkesan dalam menyelesaikan isu lengkungan, menunjukkan bahawa terdapat sedikit korelasi antara lengkungan dan kekakuan papan. Kita perlu terus mengoptimumkan Skim #1, iaitu mencari lebih banyak cara untuk mengimbangi baki tembaga.
•Skim#3
Berdasarkan Skim#1, Lapisan 2 dan Lapisan 6 harus ditukar antara satu sama lain. Nisbah sisa kuprum bagi setiap lapisan PCB selepas penggunaan Skim#3 ditunjukkan seperti Rajah 5 di bawah.
Mengikut Skim #3, lengkungan PCB kekal dalam 0.5% dan ia masih kekal pada 0.5% walaupun selepas dua kali pematerian reflow, yang memenuhi keperluan. Selain itu, pengeluaran percubaan sebanyak 300 unit mengesahkan kebolehpercayaan skim ini. Hasilnya, Skim #3 menunjukkan prestasi terbaik antara semua skim.
Menurut eksperimen di atas, memandangkan taburan di antara semua lapisan dielektrik adalah sekata, taburan tembaga yang tidak sekata menyebabkan berlakunya herotan PCB. Dengan mengimbangkan baki tembaga pada setiap lapisan papan PCB, herotan papan berkurang daripada julat 2.5% hingga 3.2% kepada julat dalam 0.5%, menunjukkan bahawa penyelesaian teras bagi isu herotan PCB terletak pada keseimbangan baki tembaga antara lapisan dielektrik dan lapisan tembaga. Sehubungan itu, berkenaan herotan semasa proses pemasangan, penyamaan perlu dicapai melalui susun atur komponen, taburan haba dan taburan pemasangan supaya herotan papan dapat dikurangkan dengan kualiti produk terjamin.
Dengan usaha mengejar peminiaturan dan ketepatan, pengurangan herotan PCB telah menjadi keperluan, terutamanya bagi papan komponen kecil berketumpatan tinggi. Walaupun IPC-600 mentakrifkan herotan sebagai 0.75%, keperluan yang lebih ketat menurunkannya kepada 0.5%. Penyelidikan kami ke atas PCB 8 lapisan menunjukkan bahawa pengagihan kuprum yang tidak sekata adalah salah satu punca utama herotan. Dengan melaksanakan pelan yang terfokus, khususnya kerana Skim #3 berjaya, kami telah berjaya meminimumkan herotan, sekali gus menekankan kepentingan mengekalkan kesaksamaan pengagihan kuprum untuk kestabilan maksimum papan.
Untuk memastikan papan litar anda memenuhi piawaian prestasi tinggi, adalah penting untuk memberi tumpuan kepada pengagihan kuprum yang sangat kritikal. Penambahbaikan sedemikian dapat mengurangkan herotan dengan ketara, sekali gus meningkatkan kualiti produk. Dapatkan sebut harga daripada PCBCart hari ini dan ketahui bagaimana pendekatan tersuai ini boleh digunakan pada projek anda yang seterusnya untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan prestasi.
Dapatkan Sebut Harga Segera untuk Pemasangan PCB & Pembuatan PCB
Sumber yang Berguna
•Faktor yang Menentukan Bilangan Lapisan dan Pengagihan Lapisan dalam PCB
•Pembuatan PCB Berbilang Lapisan
•Peraturan Reka Bentuk PCB Utama yang Perlu Anda Ketahui
•Elemen Reka Bentuk PCB yang Mempengaruhi Pembuatan SMT
