Technologie PCB - Conception de PCB en cuivre

La conception de dissipation de chaleur couramment utilisée pour les cartes de circuit imprimé a généralement des ailettes de dissipation de chaleur à haute densité, des plaques de circuit imprimé à base de métal ou des substrats métalliques soudés par carte de circuit imprimé, etc., le rôle de dissipation de chaleur des plaques de dissipation de chaleur à haute densité est non seulement limité, mais gaspille également l'espace de forage, mais également le substrat de circuit imprimé à base de métal ou la conception de substrat métallique soudée par carte de circuit imprimé présente des inconvénients tels que la consommation de matériaux métalliques, le volume important, les contraintes de conception structurelle PCB de cuivre encastré est produit dans un tel environnement, ce que l'on appelle bloc de cuivre encastré, c'est - à - dire que le cuivre local ou encastré est encastré dans le PCB, l'élément générateur de chaleur est monté directement sur le dessus du bloc de cuivre, en utilisant le cuivre pour dissiper rapidement la chaleur avec une conductivité thermique élevée. PCB en cuivre encastré peut non seulement jouer un bon rôle de dissipation de chaleur, mais peut également économiser de l'espace sur la carte, favorisée par de plus en plus de designers ces dernières années.

À l'heure actuelle, il existe de nombreuses façons de résoudre le problème de dissipation thermique des PCB, telles que la conception de trous de dissipation thermique dense, les circuits en feuille de cuivre épaisse, la structure de la plaque à base de métal (noyau), la conception de blocs de cuivre intégrés, la conception de bossages à base de cuivre, les matériaux à haute conductivité thermique, etc.

L'encastrement d'un bloc de cuivre métallique directement dans la carte est l'un des moyens efficaces de résoudre le problème de la dissipation de chaleur. Cependant, le processus de fabrication existant a des problèmes tels que la force de liaison insuffisante du bloc de cuivre avec le substrat, la mauvaise résistance à la chaleur, l'élimination difficile de la gélose, le faible taux de qualification du produit, ce qui limite l'application et la promotion des résultats de la technologie PCB de bloc de cuivre intégré. L'état de la technique doit donc encore être amélioré.

En réponse à la caractéristique « dense, mince et plat», la puissance de transmission du signal est de plus en plus élevée et les exigences en matière d'intégrité du signal sont de plus en plus élevées. Actuellement, des substrats en cuivre et des substrats en aluminium avec une conception de dissipation thermique sont apparus sur le marché des PCB, mais la conception de gros blocs de cuivre ne peut pas répondre aux exigences d'intégrité du signal pour la fabrication de circuits hyperfréquences multicouches à haute fréquence; Cependant, l'encastrement d'un bloc de cuivre de bonne conception dimensionnelle directement dans la plaque résout bien les problèmes mentionnés ci - dessus:

1) forte capacité de dissipation de chaleur, peut résoudre le problème de la dissipation de chaleur du tube d'amplification par la carte PCB;

2) convient pour faire sans fil haute fréquence micro - ondes PCB, peu d'impact sur la transmission du signal;

Actuellement, notre société produit en série des blocs de cuivre enterrés de 4 et 6 couches, la taille minimale du bloc de cuivre est conçue pour 2mm × 2mm.

La question de la dissipation thermique des PCB à micro - ondes a été l'une des préoccupations les plus importantes de l'industrie électronique. Comment réduire l'épaisseur diélectrique de la couche RF (radiofréquence) et réduire la rugosité de surface de la Feuille de cuivre tout en raccourcissant le chemin de dissipation thermique et la production de chaleur. La méthode principale consiste à améliorer la conduction thermique du substrat micro - ondes par des techniques. Coefficient, trou de dissipation thermique dense ou revêtement de cuivre épais local ou plaque de micro - ondes cuivre épais, bloc de cuivre de dissipation thermique enterré local. Sur la base des panneaux micro - ondes matures existants, les deux dernières options de conception sont généralement adoptées.

Structure laminée

Les PCB à blocs de cuivre encastrés peuvent être résumés à partir de structures stratifiées en deux catégories: la première catégorie est une structure en plaque à trois ou plusieurs couches de blocs de cuivre encastrés dans un matériau fr4 (résine époxy) (Figure 4). Le second est l'incrustation de blocs de cuivre dans la structure de la plaque de coeur fr4 et de la plaque multicouche à pression mixte de matériaux à haute fréquence

Fraiser les rainures de cuivre enterrées dans la zone de cuivre enterrée de la plaque de coeur fr4 et de l'ébauche préimprégnée, puis brunir et presser les blocs de cuivre ensemble, de sorte que les blocs de cuivre et les disques de coeur fr4 sont combinés. Méthode de traitement de PCB de bloc de cuivre enterré de mélange local de matériaux à haute fréquence, tout d'abord dans le panneau de noyau de couche interne et la zone de mélange de bloc de cuivre pré - enterré préimprégné pour fraiser la rainure de cuivre enterrée et la rainure de mélange local, puis le bloc de cuivre est chauffé par laminage. Il est encastré dans la rainure, puis pressé ensemble de sorte que le bloc de cuivre est mélangé avec le substrat fr4 et le substrat haute fréquence pour la fonction de dissipation de chaleur.

Processus de fabrication de blocs de cuivre enterrés

(1) correspondance des blocs de cuivre avec la taille de la rainure de fraisage de la plaque (ou de la zone de pression mixte): les blocs de cuivre sont placés dans la rainure de fraisage, les blocs de cuivre sont trop lâches ou trop serrés, affectant la qualité et la force adhésive du pressage et du remplissage.

(2) contrôle de planéité des blocs de cuivre et des plaques (ou de la zone de pression mixte): lors du pressage, la planéité des blocs de cuivre et des plaques de noyau fr - 4 (ou de la zone de pression combinée) est difficile à contrôler, il est donc nécessaire d'assurer la planéité des blocs de cuivre et des plaques.

(3) colle résiduelle sur le bloc de cuivre est difficile à enlever: la résine qui déborde de la fente entre le bloc de cuivre et la plaque pendant le pressage est difficile à enlever la colle résiduelle sur le bloc de cuivre, affectant la fiabilité du produit.

(4) fiabilité du bloc de cuivre avec la plaque de circuit (ou la zone de pression mixte): pendant le pressage, il y a une certaine différence de hauteur entre le bloc de cuivre et la plaque de noyau fr - 4 (ou la zone de pression composite), ce qui entraînera facilement le remplissage de la connexion entre le bloc de cuivre et la plaque de circuit. Problèmes de colle insuffisante, pores, fissures, stratification, etc.

Avec le développement rapide de l'industrie électronique, les PCB en cuivre en tant que solution efficace pour résoudre les problèmes de dissipation de chaleur des cartes à haute densité de puissance deviennent progressivement l'une des technologies clés de l'industrie. À l'avenir, alors que l'électronique évolue vers une plus petite, plus mince et plus performante, cette carte jouera un rôle plus important pour assurer un fonctionnement stable et une durée de vie prolongée des appareils électroniques.