Thông tin PCB - Ưu điểm của Heavy Copper PCB

Heavy Copper PCB được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm khác nhau vì chúng cung cấp nhiều chức năng để cải thiện hiệu suất mạch. Những PCB này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công suất cao như máy biến áp, tản nhiệt, biến tần, thiết bị quân sự, bảng điều khiển năng lượng mặt trời, sản phẩm ô tô, thiết bị hàn và hệ thống phân phối điện.

Đồng nặng PCB

Cấu trúc PCB đồng nặng

Bảng mạch in tiêu chuẩn (PCB), cả hai mặt hoặc nhiều lớp, được sản xuất bằng cách sử dụng phương pháp kết hợp quá trình khắc đồng và mạ. Các lớp mạch bắt đầu với một miếng đồng mỏng (thường là từ 0,5 ounce mỗi foot vuông đến 2 ounce mỗi foot vuông), được khắc để loại bỏ đồng không mong muốn và được mạ để tăng độ dày của đồng, làm cho nó phù hợp với mặt phẳng, dây điện, tấm hàn và mạ qua lỗ. Laminate tất cả các mạch từng lớp thành một gói hoàn chỉnh bằng cách sử dụng một chất nền epoxy như FR4 hoặc polyimide.

Các bảng sử dụng mạch đồng nặng được sản xuất theo cách tương tự, trong khi các bảng in sử dụng các kỹ thuật khắc và mạ chuyên dụng như mạ tốc độ cao/bậc thang và khắc vi sai. Trong lịch sử, các tính năng đồng nặng được hình thành hoàn toàn bằng cách khắc vật liệu laminate đồng dày, dẫn đến các vết cắt không đồng đều và không thể chấp nhận được ở các bức tường bên. Những tiến bộ trong công nghệ mạ điện cho phép hình thành các tính năng đồng nặng thông qua sự kết hợp của mạ điện và khắc, dẫn đến các bức tường bên thẳng và các vết cắt không đáng kể.

Việc xây dựng PCB đồng nặng làm cho bảng mạch có những ưu điểm sau:

1. Tăng khả năng chịu đựng với căng thẳng nhiệt.

2. Tăng khả năng tải hiện tại.

3. Tăng cường độ bền cơ học của vị trí kết nối và lỗ PTH.

4. Sử dụng vật liệu đặc biệt để tận dụng tối đa tiềm năng của nó (tức là nhiệt độ cao) PCB mà không có sự cố mạch.

5. Giảm kích thước sản phẩm bằng cách tích hợp nhiều trọng lượng đồng trên cùng một lớp mạch

6. Các lỗ mạ đồng nặng cung cấp dòng điện cao hơn từ PCB thông qua bảng mạch và giúp truyền nhiệt đến bộ tản nhiệt bên ngoài.

7. Đầu nối rất quan trọng đối với kết nối dây vá. Tuy nhiên, các đầu nối thường khó bảo trì trên PCB truyền thống. Do sức mạnh thấp của PCB ngẫu nhiên, khu vực đầu nối thường bị ảnh hưởng bởi căng thẳng cơ học, nhưng PCB đồng nặng cung cấp sức mạnh cao hơn, đảm bảo độ tin cậy cao hơn.

Các mạch đồng mạ điện cho phép các nhà sản xuất bảng tăng độ dày của đồng trên các lỗ mạ điện và các bức tường bên thông qua lỗ. Bây giờ, PCB có thể được trộn với đồng chức năng tiêu chuẩn trên một bảng duy nhất (còn được gọi là PowerLink). Ưu điểm của nó bao gồm giảm số lượng lớp, phân phối điện trở kháng thấp, dấu chân nhỏ hơn và tiết kiệm chi phí tiềm năng. Thông thường, các mạch công suất cao/cao và mạch điều khiển của chúng được sản xuất riêng trên các bảng riêng biệt. Mạ đồng dày làm cho nó có thể tích hợp mạch hiện tại cao và mạch điều khiển, dẫn đến mật độ cao và cấu trúc bảng PCB đơn giản. Chức năng đồng nặng có thể được kết nối liền mạch với mạch tiêu chuẩn.

Các ngành công nghiệp được hưởng lợi từ bảng mạch in đồng nặng bao gồm các nhà sản xuất quân sự, quốc phòng, ô tô, bảng điều khiển năng lượng mặt trời và thiết bị hàn, cũng như các ngành khác cần bảng mạch có khả năng xử lý nhiệt phức tạp được tạo ra ngày nay. Một ngành công nghiệp đồng nặng khác là kiểm soát công nghiệp. Đồng dày mạ qua lỗ là tốt nhất để truyền nhiệt đến tản nhiệt bên ngoài. Phân phối điện hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy cao của PCB và đồng nặng có thể đạt được điều này.

Đồng nặng không phải là một sự đổi mới vì nó đã được sử dụng trong PCB trong một thời gian dài và có thể chịu được các yêu cầu nghiêm ngặt của các ứng dụng quân sự và quốc phòng, chẳng hạn như kiểm soát vũ khí. Các nhà sản xuất thiết bị điện tử chính thống ngày càng yêu cầu truyền nhiệt từ các thành phần, trong khi kim loại nặng ngày càng phổ biến trong các ứng dụng phi quân sự.

Các tấm đồng nặng được sản xuất bằng cách sử dụng công nghệ mạ và khắc để tăng độ dày của đồng trên các bức tường bên của lỗ thông qua và lỗ mạ. Nếu bảng trải qua nhiều chu kỳ trong quá trình sản xuất, các lỗ mạ sẽ trở nên yếu hơn và việc bổ sung đồng nặng sẽ tăng cường các lỗ này. Các bảng được làm bằng đồng nặng có thể đạt được dòng điện cao, công suất cao và mạch điều khiển trên một bảng.

Trọng lượng đồng PCB được sản xuất với 4 ounce hoặc nhiều hơn đồng mỗi lớp. 4 oz đồng PCB là phổ biến nhất được sử dụng trong các sản phẩm thương mại. Đồng có thể được tìm thấy ở nồng độ lên đến 200 ounces mỗi foot vuông. Đồng nặng PCB được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử và mạch đòi hỏi truyền tải công suất cao. Hơn nữa, cường độ nhiệt mà các PCB này cung cấp là hoàn hảo. Trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong các thiết bị điện tử, phạm vi nhiệt là rất quan trọng vì nhiệt độ cao có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các linh kiện điện tử nhạy cảm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất mạch.

Sản xuất đồng nặng PCB

Giống như phương pháp sản xuất PCB tiêu chuẩn, sản xuất PCB đồng nặng đòi hỏi xử lý chính xác hơn.

PCB đồng nặng truyền thống được sản xuất bằng cách sử dụng công nghệ lỗi thời, dẫn đến theo dõi và cắt đáy không đồng đều trên PCB, dẫn đến không hiệu quả. Tuy nhiên, ngày nay, các kỹ thuật sản xuất hiện đại hỗ trợ cắt tốt và cắt đáy tối thiểu.

Chất lượng xử lý căng thẳng nhiệt cho tấm in đồng nặng

Khi thiết kế mạch, các yếu tố như ứng suất nhiệt là rất quan trọng và các kỹ sư nên loại bỏ nó bất cứ khi nào có thể.

Theo thời gian, quá trình sản xuất PCB tiếp tục phát triển và các công nghệ PCB khác nhau đã được phát minh, chẳng hạn như PCB nhôm có thể xử lý căng thẳng nhiệt. Giảm thiểu ngân sách điện, hiệu suất tản nhiệt và thiết kế thân thiện với môi trường trong khi duy trì mạch là lợi ích của các nhà thiết kế PCB đồng nặng. Các linh kiện điện tử quá nóng, có thể gây ra sự cố hoặc thậm chí đe dọa tính mạng, và quản lý nguy hiểm không thể bỏ qua.

Quá trình truyền thống để đạt được chất lượng tản nhiệt là sử dụng bộ tản nhiệt bên ngoài, được kết nối với các bộ phận làm nóng. Các bộ phận làm nóng gần với nhiệt độ cao do thiếu tản nhiệt. Để tiêu tan nhiệt này, bộ tản nhiệt tiêu thụ nhiệt từ các bộ phận và truyền nó đến môi trường xung quanh. Thông thường, các bộ tản nhiệt này được làm bằng đồng hoặc nhôm. Việc sử dụng các bộ tản nhiệt này không chỉ vượt quá chi phí phát triển mà còn đòi hỏi nhiều không gian và thời gian hơn. Mặc dù kết quả thậm chí không gần với khả năng tản nhiệt của PCB đồng nặng.

Trong PCB đồng nặng, bộ tản nhiệt được in trên bảng trong quá trình sản xuất thay vì sử dụng bất kỳ bộ tản nhiệt bên ngoài nào. Vì cần nhiều không gian tản nhiệt bên ngoài hơn, có ít hạn chế hơn về vị trí của nó.

Vì bộ tản nhiệt được mạ điện trên bảng mạch và nguồn nhiệt được kết nối thông qua lỗ dẫn điện thay vì sử dụng bất kỳ giao diện hoặc đầu nối cơ học nào, nhiệt có thể được truyền nhanh chóng, do đó cải thiện thời gian tản nhiệt. So với các công nghệ khác, kể từ khi tản nhiệt qua lỗ được phát triển bằng cách sử dụng đồng, tản nhiệt qua lỗ trong PCB đồng nặng có thể đạt được tản nhiệt nhiều hơn. Ngoài ra, mật độ hiện tại được cải thiện và hiệu ứng đánh bóng da được giảm thiểu.

PCB đồng nặng thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử hoặc bất kỳ thiết bị nào có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường khắc nghiệt. Dây dày hơn có thể cung cấp độ bền cao hơn và cũng cho phép dây mang dòng điện lớn hơn mà không làm tăng chiều dài hoặc chiều rộng của dây đến mức vô lý.