PCB Блог - Преимущества тяжелой меди PCB

Тяжелая медь PCB широко используется в различных продуктах, так как они предлагают множество функций для улучшения производительности схемы. Эти ПХБ широко используются в мощных устройствах, таких как трансформаторы, радиаторы, инверторы, военная техника, солнечные батареи, автомобильные изделия, сварочное оборудование и распределительные системы.

Тяжелая медь PCB

Тяжелая медь PCB

Стандартные печатные платы (PCB), как двухсторонние, так и многослойные, изготовлены с использованием комбинации процессов травления меди и гальванического покрытия. Электрический слой начинается с тонкой медной пластины (обычно между 0,5 унциями на квадратный фут и 2 унциями на квадратный фут), которая травится, чтобы удалить ненужную медь, и гальванизируется, чтобы увеличить толщину меди, чтобы сделать ее пригодной для плоскости, проводки, сварочных дисков и отверстий для гальванического покрытия. Используйте базовую пластину из эпоксидной смолы (например, FR4 или полиамид), чтобы прессовать все схемы по слоям в полную упаковку.

Платы, использующие тяжелые медные схемы, производятся таким же образом, в то время как печатные платы используют специализированные методы травления и гальванического покрытия, такие как высокоскоростное / ступенчатое гальваническое покрытие и дифференциальное травление. Исторически сложилось так, что тяжелая медь была полностью сформирована путем травления толстого материала, покрытого медным слоем, что привело к неравномерному и неприемлемому донному разрезу боковых стенок следов. Достижения в технологии гальванического покрытия позволяют формировать тяжелые медные характеристики посредством сочетания гальванического покрытия и травления, что приводит к прямым боковым стенкам и пренебрежимому донному разрезу.

Конструкция тяжелой меди PCB дает монтажным платам следующие преимущества

Повышение толерантности к тепловым деформациям.

2. Увеличение грузоподъемности.

Увеличить механическую прочность разъема и отверстия PTH.

4.Используйте специальные материалы, чтобы в полной мере использовать свой потенциал (то есть высокой температуры) PCB, без отказа цепи.

Уменьшение размера изделия путем интеграции нескольких медных гирей на одном и том же слое схемы

Тяжелые медные перфорации передают более высокий ток из ПХБ через монтажную плату и помогают передавать тепло во внешний радиатор.

7. Подключатели имеют решающее значение для переходных соединений. Тем не менее, разъемы часто трудно поддерживать на традиционных PCB. Из - за низкой прочности случайных ПХБ область разъема обычно подвержена механическому напряжению, но тяжелые медные ПХБ обеспечивают более высокую прочность и обеспечивают более высокую надежность.

Электрические медные схемы позволяют производителям монтажных плат увеличивать толщину меди на боковых стенках гальванических и сквозных отверстий. Теперь PCB можно смешивать со стандартной функциональной медью на одной пластине (также известной как PowerLink). Его преимущества включают в себя уменьшение количества слоев, распределение мощности с низким сопротивлением, меньшую площадь и потенциальную экономию затрат. Как правило, схемы большого тока / большой мощности и их схемы управления изготавливаются отдельно на отдельных платах. Толстое медное покрытие позволяет интегрировать схемы с высоким током и схемы управления, что обеспечивает высокую плотность и простую структуру пластины PCB. Функция тяжелой меди может быть легко подключена к стандартной цепи.

Отрасли, которые получают выгоду от печатных плат из тяжелой меди, включают в себя военные, оборонные, автомобильные, солнечные батареи и производители сварочного оборудования, а также другие отрасли, которые нуждаются в платах, способных обрабатывать сложные тепло, производимые сегодня. Другой тяжелой медной промышленностью является промышленный контроль. Тяжелые медные отверстия лучше всего подходят для передачи тепла внешнему радиатору. Эффективное распределение электроэнергии имеет решающее значение для обеспечения высокой надежности PCB, чего может достичь тяжелая медь.

Тяжелая медь не является инновацией, поскольку она используется в ПХД в течение длительного времени и может выдерживать строгие требования для военных и оборонных применений, таких как контроль над оружием. Основные производители электроники все чаще требуют передачи тепла от компонентов, в то время как тяжелые металлы все чаще используются во все большем числе невоенных применений.

Для увеличения толщины меди на боковых стенках сквозных и гальванических отверстий используются технологии гальванического покрытия и травления. Если монтажная плата подвергается многократному циклу в процессе производства, отверстие становится слабее, а добавление тяжелой меди усиливает эти отверстия. Плата, изготовленная из тяжелой меди, может достигать высокого тока, высокой мощности и цепи управления на одной плате.

Тяжелая медь PCB производится из 4 унций или более меди на слой. 4 унции меди PCB наиболее часто используются в коммерческих продуктах. Концентрация меди может достигать 200 унций на квадратный фут. Тяжелая медь PCB широко используется в электронике и схемах, требующих передачи высокой мощности. Кроме того, тепловая прочность, обеспечиваемая этими ПХБ, безупречна. Во многих приложениях, особенно в электронике, тепловой диапазон имеет решающее значение, поскольку высокая температура может нанести серьезный ущерб чувствительным электронным компонентам и серьезно повлиять на производительность схемы.

Изготовление тяжелой меди PCB

Как и стандартный метод изготовления ПХБ, производство ПХБ из тяжелой меди требует более точной обработки.

Традиционные тяжелые медные ПХБ изготавливаются с использованием устаревших технологий, что приводит к неравномерному отслеживанию и донному разрезу на ПХБ, что приводит к неэффективности. Однако сегодня современные технологии производства поддерживают тонкую резку и минимальный донный разрез.

масса термического напряжения пластин

При проектировании схемы такие факторы, как тепловое напряжение, имеют решающее значение, и инженеры должны по возможности устранить тепловое напряжение.

Со временем процесс производства ПХБ продолжал развиваться, и были изобретены различные технологии ПХБ, такие как алюминиевые ПХБ, которые могут обрабатывать тепловые напряжения. При обслуживании схемы минимизация бюджета мощности, теплоотдачи и экологичности конструкции отвечает интересам разработчиков тяжелой меди PCB. Перегрев электронных компонентов может привести к неисправностям и даже поставить под угрозу жизнь, управление рисками нельзя игнорировать.

Традиционный процесс достижения качества охлаждения заключается в использовании внешних радиаторов, которые подключаются к нагревательным компонентам. Из - за отсутствия охлаждения нагревательные компоненты близки к высокой температуре. Чтобы рассеять это тепло, радиатор потребляет тепло компонентов и передает его в окружающую среду. Как правило, эти радиаторы сделаны из меди или алюминия. Использование этих радиаторов не только превышает затраты на разработку, но и требует большего пространства и времени. Хотя результаты еще не приблизились к теплоотводящей способности тяжелой меди PCB.

В тяжелых медных ПХБ радиаторы печатаются на монтажных платах во время производства, а не с использованием каких - либо внешних радиаторов. Поскольку требуется больше места для внешних радиаторов, их размещение ограничено меньше.

Благодаря гальваническому радиатору на монтажной плате и соединению источника тепла с проводящим отверстием, а не с использованием какого - либо интерфейса или механического разъема, тепло может передаваться быстро, тем самым увеличивая время охлаждения. По сравнению с другими технологиями, поскольку отверстие для отвода тепла было разработано с использованием меди, отверстие для отвода тепла в PCB тяжелой меди может обеспечить большее охлаждение. Кроме того, улучшилась плотность тока, а эффект скинхедов был минимизирован.

Тяжелая медь PCB обычно используется в электрических электронных устройствах или любом оборудовании, которое может пострадать от неблагоприятных условий. Более толстая проводка обеспечивает большую долговечность, а также позволяет проводке переносить больший ток, не увеличивая длину или ширину проводки до абсурдного уровня.