Capacitats avançades de fabricació de PCB, especialitzades en materials d'alta precisió, alta dificultat i especials, que serveixen a indústries com la investigació científica, la radiofreqüència, l'exèrcit, la medicina, la robòtica i la IA.
PCB de coure pesat
Què és una PCB de coure pesat?
▶El nucli s'utilitza en escenaris d'alta intensitat i alta potència (com ara fonts d'alimentació, noves energies, control industrial, etc.). Els punts clau del seu disseny, fabricació i aplicació són els següents:
Característiques principals i escenaris d'aplicació
Avantatges principals
• Forta capacitat de càrrega de corrent: la capacitat de càrrega de corrent d'una làmina de coure de 70 μm (2 unces) és aproximadament el doble que la d'una làmina de coure de 35 μm (1 unça) (amb la mateixa amplada de línia).
• Bona dissipació de la calor: la gruixuda capa de coure pot conduir la calor ràpidament, reduint el risc de sobreescalfament del dispositiu.
• Alta resistència mecànica: el coure gruixut millora la resistència de la PCB a la flexió i als impactes.
Aplicacions típiques
• Convertidors de potència (CA-CC/CC-CC), BMS per a vehicles de noves energies, convertidors de freqüència industrials, panells de control per a màquines de soldar, etc.
Punts clau del disseny
1. Selecció del gruix de la làmina de coure
• Especificacions comunes: 70 μm (2 unces), 105 μm (3 unces), 140 μm (4 unces) i fins a 420 μm (12 unces) en escenaris extrems.
• Escenaris coincidents: Per a circuits de corrent elevat (≥5A), s'haurien de preferir de 2 a 4 unces de coure. Per a escenaris d'ultrapotència (≥20A), s'haurien de seleccionar de 6 a 12 unces de coure.
2. Disseny de traça i capacitat de càrrega de corrent
• Càlcul de la capacitat de càrrega de corrent:
• La capacitat de càrrega de corrent d'una traça de coure gruixuda s'ha de combinar amb el gruix del coure, l'amplada de la línia i els requisits d'augment de temperatura (normalment dissenyats en funció d'un augment de temperatura de 10 ℃).
• La fórmula de referència és: \(I = K \times W \times T^{0.83}\) (I és el corrent, K és el coeficient, W és l'amplada de la línia i T és el gruix del coure). Exemple: 2 unces de coure (70 μm), amplada del cable de 5 mm, capacitat de càrrega de corrent aproximada de 15 A (augment de temperatura de 10 ℃).
• Optimització de traça:
• Per a pistes d'alt corrent, mantingueu-les tan curtes i amples com sigui possible per evitar colls estrets (els canvis sobtats en l'amplada de la línia poden provocar fàcilment un sobreescalfament local).
• El circuit d'alt corrent de les plaques multicapa pot adoptar la "connexió paral·lela de múltiples capes de làmina de coure" (per exemple, 2 capes de 2 unces de coure equivalen a 4 unces) per millorar la capacitat de càrrega de corrent.
3. Disseny de via i coixinet
• Vies: Per a vies d'alt corrent, cal augmentar el diàmetre del forat (≥0,5 mm), augmentar el nombre de vies (estimat en 1 A per forat) i el gruix del recobriment de coure a la paret del forat ha de ser ≥20 μm (8 a 12 μm per a PCB normals).
• Coixinets: Els coixinets de coure gruixuts s'han d'ampliar (de 0,2 a 0,5 mm més grans que els coixinets ordinaris) per evitar que la capa de coure dissipi la calor massa ràpidament durant la soldadura, cosa que pot provocar una soldadura incorrecta.
4. Disseny de dissipació i aïllament de calor
• Dissipació de calor: La zona gruixuda de coure es pot dissenyar com un "dissipador de calor de làmina de coure", o es pot afegir una matriu de vies metal·litzades (espaiat de via ≤1 mm) per connectar-se a la capa de dissipació de calor.
• Aïllament: L'espai entre cables per a capes gruixudes de coure s'ha d'eixamplar (per a coure de 70 μm, l'espai entre cables corresponent ha de ser ≥0,2 mm) per evitar la ruptura de la línia de fuga sota alta tensió.
Dificultats i control del procés de fabricació
▶ 1. Laminació i gravat de làmina de coure
Laminació gruixuda de coure: cal laminació a alta temperatura i alta pressió (180 ℃/4 MPa) per garantir la resistència al pelat entre la làmina de coure i el substrat (≥1.2 N/mm).
Gravat de coure gruixut: la velocitat de gravat és lenta (aproximadament 1 μm/min) i cal controlar el temps de gravat per evitar el gravat lateral (quantitat de gravat lateral ≤0,05 mm). Cal adoptar un procés de gravat gradual per reduir la desviació de l'amplada de la línia.
▶ 2. Control de laminació i deformació
El coeficient d'expansió tèrmica (CTE) de les capes gruixudes de coure difereix significativament del del substrat. En la laminació, s'ha d'adoptar una "estructura simètrica" (amb un gruix de coure consistent entre les capes superior i inferior) i s'ha d'afegir una capa de suport rígida per evitar la deformació de la PCB (grau de deformació ≤0,5%).
▶ 3. Tractament superficial
La superfície del coure gruixut és propensa a l'oxidació. Es prefereix triar el recobriment d'estany (capa d'estany a alta temperatura) o el recobriment de níquel-or per evitar l'OSP (cobertura incompleta de la pel·lícula orgànica).
Cal ampliar la zona del coixinet amb una "finestra d'obertura de màscara de soldadura" per garantir la força d'unió entre la soldadura i el coure gruixut.
Resum principal
El nucli de les PCB de coure pesat és "alta capacitat de càrrega de corrent + dissipació de calor". Pel que fa al disseny, cal que coincideixin els requisits de gruix del coure i capacitat de càrrega de corrent. En la fabricació, cal resoldre problemes com el gravat gruixut del coure i la deformació de la laminació. Són adequats per a escenaris industrials i energètics d'alta potència i alt corrent.
Enviar consulta
descripció2