Blogue PCB - Avantages des PCB lourds en cuivre

Les PCB en cuivre lourd sont largement utilisés dans une variété de produits, car ils offrent de nombreuses fonctions pour améliorer les performances du circuit. Ces PCB sont largement utilisés dans les équipements de haute puissance tels que les transformateurs, les radiateurs, les onduleurs, les équipements militaires, les panneaux solaires, les produits automobiles, les équipements de soudage et les systèmes de distribution.

PCB de cuivre lourd

Structure lourde de PCB de cuivre

Les circuits imprimés standard (PCB), qu'ils soient double face ou multicouches, sont fabriqués en utilisant une combinaison de procédés de gravure et de placage au cuivre. La couche de circuit commence par une mince feuille de cuivre (généralement entre 0,5 once par pied carré et 2 onces par pied carré), qui est gravée pour éliminer le cuivre indésirable et plaquée pour augmenter l'épaisseur du cuivre, ce qui la rend appropriée pour les surfaces planes, le câblage, les Plots et les Vias plaqués. Tous les circuits sont pressés couche par couche dans un boîtier complet à l'aide d'un substrat en résine époxy tel que fr4 ou Polyimide.

Les cartes utilisant des circuits lourds en cuivre sont également produites de la même manière, tandis que les cartes de circuits imprimés utilisent des techniques de gravure et de placage spécialisées telles que le placage à grande vitesse / étagé et la gravure différentielle. Historiquement, les caractéristiques lourdes du cuivre ont été entièrement formées par la gravure d'un matériau stratifié épais recouvert de cuivre, conduisant à des marques de contre - dépouille inégale et inacceptable des parois latérales. Les progrès de la technique de placage ont permis la formation de caractéristiques lourdes en cuivre par la combinaison du placage et de la gravure, créant ainsi des parois latérales droites et une contre - dépouille négligeable.

La construction de PCB en cuivre lourd donne à la carte les avantages suivants

1. Résistance accrue à la contrainte thermique.

2. Augmenter la capacité de transport de courant.

3. Augmenter la résistance mécanique de la position du connecteur et du trou PTH.

4. Utilisez des matériaux spéciaux pour tirer pleinement parti de leur potentiel (c. - à - D. haute température) PCB sans défaillance de circuit.

5. Réduire la taille du produit en intégrant plusieurs poids de cuivre sur la même couche du circuit

6.heavy cuivre plaqué à travers les trous transportent un courant plus élevé du PCB à travers la carte et aident à transférer la chaleur au radiateur externe.

7. Le connecteur est essentiel pour la connexion de cavalier. Cependant, les connecteurs sont souvent difficiles à entretenir sur des PCB traditionnels. En raison de la faible résistance des PCB accidentels, la zone du connecteur est généralement affectée par des contraintes mécaniques, mais les PCB en cuivre lourds offrent une résistance plus élevée et garantissent une plus grande fiabilité.

Les circuits en cuivre plaqué permettent aux fabricants de cartes d'augmenter l'épaisseur de cuivre sur les parois latérales des trous plaqués et des trous traversants. Il est maintenant possible de mélanger le PCB avec du cuivre fonctionnel standard sur une seule carte (également appelée POWERLINK). Ses avantages comprennent un nombre réduit de couches, une distribution de puissance à faible impédance, un encombrement réduit et des économies potentielles. En général, les circuits à fort courant / forte puissance et leurs circuits de commande sont réalisés séparément sur des cartes séparées. Le placage de cuivre épais permet d'intégrer des circuits à courant élevé et des circuits de commande, ce qui permet une structure de carte PCB simple et à haute densité. La fonction cuivre lourd peut être connectée de manière transparente à un circuit standard.

Les industries qui bénéficient des cartes de circuits imprimés en cuivre lourd comprennent l'armée, la défense, l'automobile, les fabricants de panneaux solaires et d'équipements de soudage, ainsi que d'autres industries qui ont besoin de cartes de circuits capables de gérer la chaleur complexe générée aujourd'hui. Une autre industrie du cuivre lourd est le contrôle industriel. Les trous traversants épais plaqués cuivre sont les mieux adaptés pour transférer la chaleur au radiateur externe. Une distribution électrique efficace est essentielle pour assurer une fiabilité élevée des PCB, ce qui est possible avec du cuivre lourd.

Le cuivre lourd n'est pas une innovation, car il est utilisé dans les PCB depuis longtemps et peut résister aux exigences strictes des applications militaires et de défense, telles que le contrôle des armes. Les fabricants d'électronique grand public exigent de plus en plus le transfert de chaleur des composants, tandis que les métaux lourds sont de plus en plus courants dans un nombre croissant d'applications non militaires.

Les plaques de cuivre lourdes sont fabriquées en utilisant des techniques de placage et de gravure pour augmenter l'épaisseur de cuivre sur les parois latérales des trous traversants et des trous plaqués. Si la carte subit plusieurs cycles au cours de la production, les trous de placage deviennent plus faibles et l'ajout de cuivre lourd renforce ces trous. Les cartes en cuivre lourd peuvent réaliser des circuits de courant, de puissance et de commande élevés sur une seule carte.

Les PCB en cuivre lourd sont fabriqués avec 4 onces ou plus de cuivre par couche. 4 oz cuivre PCB est le plus couramment utilisé dans les produits commerciaux. La concentration de cuivre peut atteindre 200 onces par pied carré. Les PCB lourds en cuivre sont largement utilisés dans les produits électroniques et les circuits nécessitant une transmission de puissance élevée. De plus, la résistance thermique offerte par ces PCB est impeccable. Dans de nombreuses applications, en particulier dans l'électronique, la plage thermique est cruciale, car les températures élevées peuvent endommager gravement les composants électroniques sensibles et affecter gravement les performances du circuit.

Fabrication de PCB en cuivre lourd

Tout comme les méthodes standard de fabrication de PCB, la fabrication de PCB en cuivre lourd nécessite un traitement plus précis.

Les PCB traditionnels en cuivre lourd sont fabriqués à l'aide de technologies obsolètes, ce qui entraîne un suivi et une sous - coupe inégaux sur le PCB, ce qui entraîne une inefficacité. Aujourd'hui, cependant, les techniques de fabrication modernes prennent en charge les coupes fines et les contre - coupes minimales.

Qualité de traitement de contrainte thermique des plaques imprimées en cuivre lourd

Lors de la conception d'un circuit, des facteurs tels que le stress thermique sont essentiels et les ingénieurs doivent éliminer le stress thermique autant que possible.

Au fil du temps, le processus de fabrication de PCB a évolué et diverses technologies de PCB ont été inventées, telles que les PCB en aluminium qui peuvent gérer les contraintes thermiques. Il est dans l'intérêt des concepteurs de PCB en cuivre lourd de minimiser le budget de puissance, les performances de dissipation thermique et la conception écologique tout en maintenant le circuit. Les composants électroniques surchauffent, peuvent provoquer des pannes et même mettre la vie en danger, et la gestion des risques ne peut être négligée.

Le processus traditionnel pour atteindre la qualité de la dissipation thermique est l'utilisation de radiateurs externes, qui sont connectés aux composants chauffants. En raison du manque de dissipation de chaleur, les pièces chauffées sont proches des températures élevées. Pour dissiper cette chaleur, les radiateurs consomment la chaleur des composants et la transmettent à l'environnement. Généralement, ces radiateurs sont en cuivre ou en aluminium. L'utilisation de ces radiateurs dépasse non seulement les coûts de développement, mais nécessite également plus d'espace et de temps. Bien que les résultats ne soient même pas proches de la capacité de dissipation thermique des PCB en cuivre lourd.

Dans les PCB en cuivre lourd, les radiateurs sont imprimés sur la carte pendant la fabrication au lieu d'utiliser un radiateur externe. Comme plus d'espace pour le radiateur externe est nécessaire, il y a moins de restrictions sur son placement.

Grâce au placage galvanique du radiateur sur la carte et à l'utilisation de Vias conducteurs pour connecter la source de chaleur au lieu d'utiliser une interface ou un connecteur mécanique, la chaleur peut être transférée rapidement, améliorant ainsi le temps de dissipation thermique. Par rapport à d'autres technologies, les Vias de dissipation de chaleur dans les PCB en cuivre lourd peuvent permettre plus de dissipation de chaleur, car les Vias de dissipation de chaleur sont développés en utilisant du cuivre. De plus, la densité de courant est améliorée et l'effet de chimiotaxie est minimisé.

Les PCB lourds en cuivre sont généralement utilisés dans l'électronique de puissance ou tout autre appareil susceptible d'être affecté par un environnement hostile. Un câblage plus épais offre une plus grande durabilité et permet également au câblage de transporter plus de courant sans augmenter la longueur ou la largeur du câblage à des niveaux ridicules.