PCB on yleisesti käytetty substraattityyppi elektroniikkatuotteissa. Piirilevyn valmistusprosessin aikana kalvon kutistuminen on yleinen ongelma.
PCB-kalvon laajenemis- ja supistumistoleranssistandardi
1. Yleiskatsaus kalvon kasvuun ja kutistumiseen
Kalvon laajeneminen ja supistuminen viittaa kalvomateriaalien (yleensä lasikuituvahvisteisen hartsin) lämpölaajenemiseen tai -kutistumiseen piirilevyn valmistusprosessin aikana. Piirilevyn valmistuksen aikana tapahtuvasta korkean lämpötilan käsittelystä johtuen kalvomateriaali laajenee ja supistuu tietyssä määrin, mikä vaikuttaa piirilevyn mittapysyvyyteen.
2. PCB-kalvon laajenemis- ja supistumistoleranssistandardi
Piirilevyteollisuus on vahvistanut vastaavat toleranssistandardit kalvon laajenemista ja supistumista varten. IPC-A-600G- ja IPC-6012D-standardien mukaan kalvon laajenemis- ja supistumistoleranssit jaetaan yleensä kahteen osaan, nimittäin lineaariseen laajenemistoleranssiin ja aukon sijainnin toleranssiin.
a. Lineaarinen laajenemistoleranssi
Yleensä piirilevyteollisuus pitää kalvon laajenemista ja supistumista linjan laajenemisen ongelmana, koska kalvomateriaalien laajeneminen ja kutistuminen aiheuttavat pääasiassa johtimien mittapoikkeamia tai jälkiä piirilevyjohdotuksessa. IPC-A-600G-standardin mukaan yleisesti käytetty lineaarinen laajenemistoleranssi on 1–2,5 mil tuumaa (25,4 mm) kohti (noin 25–64 μm).
b. Aukon sijainnin toleranssi
Toisaalta kalvon laajeneminen ja supistuminen voivat myös vaikuttaa piirilevyn aukon sijainnin tarkkuuteen. IPC-6012D-standardin mukaan aukon paikkatoleranssi on yleensä ± 2mil (noin ± 51 μm), mikä tarkoittaa, että PCB:n aukossa voi olla enintään ± 2mil (noin ± ± 5) 51 µm).
PCB-kalvon laajenemisen ja supistumisen käsittelymenetelmät
1. Säädä lämpöaltistusaikaa
Lämpöaltistusaika piirilevyn valmistuksen aikana on yksi tärkeimmistä kalvon laajenemista ja supistumista aiheuttavista tekijöistä. Laajenemis- ja supistumisasteen vähentämiseksi on tarpeen kontrolloida lämpöaltistuksen aikaa ja lämpötilaa. Jokaisessa piirilevyn valmistuksen vaiheessa, erityisesti kuparipinnoitus- ja termoplastisissa puristusprosesseissa, on välttämätöntä valvoa tiukasti lämpöaltistusaikaa kalvomateriaalien lämpövaikutuksen vähentämiseksi.
2. Valitse sopiva filmimateriaali
Eri tyyppisillä kalvomateriaaleilla on erilaiset laajenemis- ja supistumisominaisuudet. Piirilevyjen suunnittelussa ja valmistuksessa on valittava sopivat kalvomateriaalit erityisvaatimusten mukaisesti, ja materiaalit, joilla on vakaa laajenemis- ja supistumiskyky, tulisi valita mahdollisimman paljon. Esimerkiksi korkean lasittumislämpötilan (Tg) kalvomateriaalien käyttö voi vähentää laajenemis- ja supistumisastetta.
3. Ota käyttöön korvaussuunnittelu
Piirilevysuunnittelussa voidaan ottaa käyttöön joitain kompensaatiomalleja kalvon laajenemisen ja supistumisen käsittelemiseksi. Esimerkiksi tietyn tilan ja marginaalin jättäminen reitityssuunnitteluun, jotta saadaan riittävä vikasieto kalvon laajenemisen ja supistumisen aikana. Lisäksi voidaan käyttää erityisiä johdotusmenetelmiä, kuten ohjaamalla johdotuksen suuntaa ja pituutta, minimoimaan kalvon laajenemisen ja supistumisen vaikutusta piirilevyyn.
4. Valvo tiukasti valmistusprosessia
Ohjaa tiukasti piirilevyn valmistusprosessin jokaista vaihetta, erityisesti lämpötilan ja ajan säätöä. Kohtuullinen lämpötilakäyrä ja tiukka ajan hallinta voivat vähentää kalvon kutistumisen ja laajenemisen esiintymistä ja astetta. Valmistusprosessin lämpötilagradientin tulee olla kohtuullinen, koska liian nopea tai liian hidas lämmitys ja jäähdytys voivat aiheuttaa ongelmia kalvon laajenemisessa ja supistumisessa.