重銅PCB廣泛應用於各種產品中,因為它們提供了多種功能來提高電路效能。 這些PCB廣泛用於變壓器、散熱器、逆變器、軍事設備、太陽能電池板、汽車產品、焊接設備和配電系統等大功率設備。
重型銅PCB
重銅PCB結構
標準印刷電路板(PCB),無論是雙面還是多層,都是使用銅蝕刻和電鍍工藝相結合的方法製造的。 電路層從薄銅片開始(通常在每平方英尺0.5盎司到每平方英尺2盎司之間),對其進行蝕刻以去除不需要的銅,並進行電鍍以新增銅的厚度,使其適用於平面、佈線、焊盤和電鍍通孔。 使用環氧樹脂基板(如FR4或聚醯亞胺)將所有電路逐層壓制成完整的封裝。
使用重銅電路的電路板也是以同樣的管道生產的,而印刷電路板則使用專門的蝕刻和電鍍科技,如高速/階梯電鍍和差分蝕刻。 在歷史上,重銅特徵完全是通過蝕刻厚的覆銅層壓板資料形成的,導致痕迹側壁不均勻和不可接受的底切。 電鍍科技的進步允許通過電鍍和蝕刻的結合形成重銅特徵,從而形成直的側壁和可忽略的底切。
重銅PCB的構造使電路板具有以下優點
1.新增對熱應變的耐受性。
2.新增載流能力。
3.新增連接器位置和PTH孔的機械強度。
4.使用特殊資料充分利用其潜力(即高溫)PCB,無電路故障。
5.通過在電路的同一層上集成多個銅砝碼來减小產品尺寸
6.厚重的鍍銅過孔通過電路板從PCB輸送更高的電流,並有助於將熱量傳遞到外部散熱器。
7.連接器對於跳線連接至關重要。 然而,連接器通常難以在傳統PCB上進行維護。 由於意外PCB的强度較低,連接器區域通常會受到機械應力的影響,但重銅PCB提供了更高的强度,確保了更高可靠性。
電鍍銅電路使電路板製造商能够新增電鍍孔和通孔側壁上的銅厚度。 現在,可以將PCB與標準功能銅混合在一塊板上(也稱為PowerLink)。 其優點包括减少層數、低阻抗功率分佈、更小的占地面積和潜在的成本節約。 通常,大電流/大功率電路及其控制電路在單獨的電路板上單獨製造。 厚銅電鍍使得集成高電流電路和控制電路成為可能,從而實現高密度和簡單的PCB板結構。 重銅功能可以無縫連接到標準電路。
受益於重銅印刷電路板的行業包括軍事、國防、汽車、太陽能電池板和焊接設備製造商,以及其他需要能够處理當今產生的複雜熱量的電路板的產業。 另一個重銅產業是工業控制。 厚重的鍍銅通孔最適合將熱量傳遞到外部散熱器。 高效的配電對於確保PCB的高可靠性至關重要,而重銅可以實現這一點。
重銅並不是一種創新,因為它已經在多氯聯苯中使用了很長時間,並且可以承受軍事和國防應用的嚴格要求,例如武器控制。 主流電子產品製造商越來越要求從部件傳遞熱量,而重金屬在越來越多的非軍事應用中越來越常見。
使用電鍍和蝕刻科技製造重型銅板,以新增通孔和電鍍孔側壁上的銅厚度。 如果電路板在生產過程中經歷多次迴圈,鍍孔會變得更弱,而重銅的加入會加强這些孔。 由重銅製成的電路板可以在一個電路板上實現高電流、高功率和控制電路。
重銅PCB是用每層4盎司或更多的銅製造的。 4盎司銅PCB是商業產品中最常用的。 銅的濃度最高可達每平方英尺200盎司。 重銅PCB廣泛用於需要高功率傳輸的電子產品和電路中。 此外,這些PCB提供的熱强度是無可挑剔的。 在許多應用中,特別是在電子產品中,熱範圍是至關重要的,因為高溫會對敏感的電子元件造成嚴重損壞,並嚴重影響電路效能。
重銅PCB製造
就像標準的PCB製造方法一樣,重銅PCB製造需要更精確的加工。
傳統的重銅PCB是使用過時的科技製造的,導致PCB上的跟踪和底切不均勻,導致效率低下。 然而,今天,現代製造技術支援精細切割和最小的底切。
重銅印製板熱應力處理質量
在設計電路時,熱應力等因素至關重要,工程師應盡可能消除熱應力。
隨著時間的推移,PCB制造技術不斷發展,各種PCB科技也被發明出來,比如可以處理熱應力的鋁PCB。 在維護電路的同時,最大限度地减少功率預算、散熱效能和環保設計符合重銅PCB設計師的利益。 電子元件過熱,可能導致故障,甚至危及生命,危險管理不容忽視。
實現散熱質量的傳統工藝是使用外部散熱器,散熱器連接到加熱部件。 由於缺乏散熱,加熱部件接近高溫。 為了消散這些熱量,散熱器消耗部件的熱量並將其傳遞到周圍環境。 通常,這些散熱器是由銅或鋁製成的。 這些散熱器的使用不僅超過了開發成本,而且需要更多的空間和時間。 儘管結果甚至還沒有接近於重銅PCB的散熱能力。
在重銅PCB中,散熱器在製造過程中印刷在電路板上,而不是使用任何外部散熱器。 由於需要更多的外部散熱器空間,囙此對其放置的限制較少。
由於在電路板上電鍍散熱器,並使用導電通孔連接熱源,而不是使用任何介面或機械連接器,囙此熱量可以快速傳遞,從而提高散熱時間。 與其他科技相比,由於散熱通孔是使用銅開發的,囙此重銅PCB中的散熱通孔可以實現更多的散熱。 此外,電流密度得到改善,趨膚效應被最小化。
重銅PCB通常用於電力電子設備或任何可能受到惡劣環境影響的設備。 更厚的佈線可以提供更大的耐用性,並且還使得佈線能够承載更大的電流,而不會將佈線的長度或寬度新增到荒謬的水准。