בעיית ההתכווצות של המעגל המודפס

כאשר הפרש הטמפרטורה בין אזור המרכז לאזור הקצה של הלוח שונה, ללוח יהיו דרגות שונות של התרחבות וכיווץ. בעיה זו עלולה לגרום לנזק למפרקי הלחמה ולרכיבים במעגל המודפס, ובכך להשפיע על הביצועים של ה-PCB כולו.

 

בעיית ההתכווצות מתייחסת לשינוי בגודל הנגרם על ידי שינוי תכולת הלחות או פיזור לא אחיד של החום במהלך תהליך הייצור של המעגל המודפס. בנסיבות רגילות, המעגל המודפס יתכווץ לאחר העיבוד, אשר נגרם על ידי אידוי המים הפנימיים שלו. עם זאת, כאשר הלוח נתקל בסביבה לחה או בחימום, המים ייכנסו מחדש אל פנים הלוח, ויגרמו לגודלו להתרחב ולהתכווץ.

 

בעיית התרחבות הדחיסה וההתכווצות של מעגלים מודפסים קשורה בעיקר למקדם ההתפשטות התרמית של חומרים. מקדם ההתפשטות התרמית של חומרים שונים שונה, וכאשר המעגל המודפס מחומם, חלקים שונים יהיו בעלי דרגות שונות של התפשטות והתכווצות. בנסיבות רגילות, המעגל המודפס מורכב מסיבי זכוכית ושרף אפוקסי, ומקדם ההתפשטות התרמית שלו הוא בערך 16-18 ppm/מעלה, בעוד שמקדם ההתפשטות התרמית של רדיד נחושת הוא כ-17 ppm/מעלה.

 

תמונה: תחמוצת חומה

 

 

להתרחבות והתכווצות של לוחות מעגלים יהיו ההשפעות הבאות על המוצר

 

1. גורם לירידה בביצועים החשמליים של המעגל המודפס

אם בעיית ההתרחבות וההתכווצות של מעגלים מודפסים לא נפתרת בזמן, היא עלולה לגרום להפרדה בין-שכבתית של חומרים, קרע בשכבת בידוד וכו', מה שיוביל לירידה בביצועים החשמליים. זה לא רק מפחית את הביצועים של המעגל כולו, אלא גם מגביר את סכנות הבטיחות של מוצרים אלקטרוניים במהלך הפעולה.

2. השפעה על אמינות המוצר

הבעיה של התרחבות והתכווצות המעגלים המודפסים עלולה להגביר את הלחץ הפנימי של מוצרים אלקטרוניים, מה שמוביל לבעיות כמו רפיון המכשיר וסדקים במפרק הלחמה, והפחתת אמינות המוצר.

 

על מנת לפתור את בעיית התרחבות הדחיסה והתכווצות המעגל, בדרך כלל ננקטים האמצעים הבאים:

 

1. בחרו את החומרים הנכונים. מהנדסים יכולים לבחור חומרים בעלי מקדם התפשטות תרמית קטן יותר לייצור לוחות מעגלים, כגון פוליאמיד (PI) ופוליטטראפלואורואתילן (PTFE). לחומרים אלה יש עמידות מצוינת בטמפרטורה גבוהה ותכונות מכניות, שיכולות להפחית ביעילות את ההתרחבות וההתכווצות של המעגל.

2. התאם את פריסת מפרק ההלחמה. פריסת מפרק הלחמה נכונה יכולה להפחית את בעיית ריכוז המתח הנגרמת מהתרחבות והתכווצות PCB. מרווח מפרקי ההלחמה צריך להיות אחיד ככל האפשר ורחוק ככל האפשר מקצה הלוח. זה יכול להפחית ביעילות את הלחץ של מפרקי ההלחמה של ה-PCB ולהפחית את הסיכון להיסדק של מפרקי הלחמה.

3. לשלוט בטמפרטורה. בתהליך הייצור של ה-PCB, יש לשלוט בטמפרטורת הכבישה וזמן הלחיצה ולבצע אופטימיזציה בהתאם למאפייני החומר וסביבת התהליך. תהליך לחיצה סביר יכול להפחית את ההתרחבות וההתכווצות של ה-PCB ולהבטיח את הביצועים החשמליים של המעגל המודפס.

 

דחיסה והתכווצות של מעגלים מודפסים היא בעיה נפוצה אך רצינית שיכולה להשפיע על הביצועים וחיי השירות של המעגל המודפס. האמצעים לעיל יכולים להפחית ביעילות את התרחשותן של בעיות התרחבות והתכווצות ולשפר את האמינות והיציבות של המעגל המודפס.