I. Co to jest ciężka miedziana płytka drukowana?

Ciężka miedziana płytka drukowana lub czasami nazywana grubą miedzianą płytką drukowaną to płytka drukowana (PCB) charakteryzująca się grubszą folią miedzianą połączoną na szklanym podłożu epoksydowym, zwykle grubszą niż powszechnie stosowany standard (np. 35 μm), aby uzyskać wystarczająco grubą powłokę miedzianą w otworze. Ta płytka drukowana jest stosowana w projektach obwodów, które wymagają wyższej obciążalności prądowej oraz niższych wartości rezystancji i indukcyjności w celu zmniejszenia generowania napięcia szumu. Ciężka miedziana płytka drukowana ogólnie odnosi się do płytki drukowanej o grubości 3 uncji miedzi, gdy przestrzeń układu jest ograniczona i nie jest w stanie poprawić zdolności przenoszenia prądu poprzez zwiększenie szerokości linii, użycie ciężkiej miedzianej płytki drukowanej może skutecznie spełnić wymóg przewodzenia prądu i poprawić rozpraszanie ciepła przez płytkę drukowaną.

II. Zalety ciężkiej miedzianej płytki drukowanej

1. Przenieś duży prąd

Ciężka miedziana płytka drukowana może przenosić wystarczającą ilość prądu w ograniczonej przestrzeni, skutecznie poprawiając gęstość mocy płytki drukowanej.

• Doskonałe odprowadzanie ciepła

Ciężka miedziana płytka drukowana może lepiej przenosić ciepło, poprawiając w ten sposób wydajność rozpraszania ciepła, zapewniając normalną temperaturę pracy płytki drukowanej i komponentów elektronicznych, co jest bardzo ważne dla obwodu o dużej mocy i podatnego na ciepło

• Zwiększona wytrzymałość mechaniczna

Gruba warstwa miedzi może poprawić wytrzymałość mechaniczną płytki drukowanej i uczynić ją bardziej stabilną i trwałą.

• Wysoka niezawodność

Zwiększona grubość miedzi sprawia, że płytka drukowana może wytrzymać obciążenia termiczne pod większym obciążeniem. Dlatego ciężka miedziana płytka drukowana może pomóc w bardziej niezawodnym i efektywnym sterowaniu, przekształcaniu lub dystrybucji energii elektrycznej.

III. Zastosowania ciężkiej miedzianej płytki drukowanej

1. Sprzęt zasilający
2. Moduł zasilacza: służy do zasilania serwera i zasilacza przemysłowego. Ciężka warstwa miedzi może przenosić duży prąd i zmniejszać wytwarzanie ciepła.
3. Falownik, taki jak falownik słoneczny i falownik energii wiatrowej. Ciężki obwód miedziany może wytrzymać wysoki prąd i skutecznie rozpraszać ciepło.
4. Elektronika samochodowa
5. Pojazd elektryczny: używany do systemu zarządzania baterią (BMS) i sterownika silnika
6. Pojazdy tradycyjne: używane do jednostki sterującej silnika (ECU) i systemu dystrybucji zasilania
7. Sterowanie przemysłowe
8. Napęd silnikowy: używany do napędu silnikowego o dużej mocy i sterownika
9. PCL: stosowany do systemu sterowania automatyką przemysłową o dużej mocy
10. Sprzęt komunikacyjny: stacja komunikacyjna z modułem częstotliwości radiowej dużej mocy i modułami mocy
11. Sprzęt medyczny: sprzęt medyczny ma wysokie wymagania dotyczące niezawodności i odprowadzania ciepła, ciężka miedziana płytka drukowana może spełniać takie wymagania, na przykład sprzęt do obrazowania medycznego, sprzęt leczniczy i sprzęt podtrzymujący życie.
12. Dobra konsumpcyjne: w obszarze dóbr konsumpcyjnych ciężka miedziana płytka drukowana jest używana głównie do towarów o dużej mocy, takich jak klimatyzator, lodówka, kuchenka mikrofalowa

IV. Punkty, na które należy zwrócić uwagę podczas projektowania ciężkiej miedzianej płytki drukowanej

Ponieważ ciężka miedziana płytka drukowana musi wytrzymać większe obciążenie i prąd i jest używana w poważnych warunkach, prawidłowa konstrukcja ciężkiej miedzianej płytki drukowanej ma ogromne znaczenie. Oto kilka punktów podczas projektowania ciężkiej miedzianej płytki drukowanej;

1. Konstrukcja obciążalności prądowej

• Wybierz odpowiednią grubość miedzi, która może pasować do Twojej płyty zgodnie z prądem, na przykład 3 uncje / ft2 lub więcej.
• Oblicz szerokość linii zgodnie ze standardem IPC-2152, aby upewnić się, że płytka może przewodzić prąd bez generowania zbyt dużej ilości ciepła.
• Zwiększ ilość i wymiar przelotki, aby przenosić wyższy prąd i niższą rezystancję.
• Zoptymalizuj układ, aby uniknąć przegrzania z powodu niewłaściwego ułożenia.

2. Zarządzanie ciepłem

• Konstrukcja uwalniania termicznego: dodaj więcej przelotek termicznych, aby przewodzić ciepło do innych warstw lub radiatorów i użyj dużej powierzchni miedzi dla lepszego odprowadzania ciepła.
• Kontynuuj symulację termiczną podczas procesu projektowania, rozpoznaj gorący obszar i zoptymalizuj układ obwodu.
• Układ komponentów: załaduj komponenty o wysokim wytwarzaniu ciepła, na przykład MOSFET mocy i transformator, do obszaru o dobrej wydajności rozpraszania ciepła. Elementy wrażliwe na ciepło powinny znajdować się z dala od elementów wytwarzających wysokie ciepło.
• Materiał bazowy rozpraszania ciepła: materiał podstawowy musi wytrzymać wysokie temperatury, a wartość tg powinna przekraczać 130 °C w przypadku stosowania FR4. Lub użyj materiału o wysokiej przewodności cieplnej, takiego jak metalowa podstawa lub materiał ceramiczny.

3. Integralność sygnału

• Kontrola impedancji: grubość ciężkiej miedzianej płytki drukowanej wpłynie na impedancję, szerokość linii i przestrzeń powinny być dokładnie obliczone.
• Zmniejsz przesłuchy: Zwiększ przestrzeń linii sygnałowej, unikaj długich linii równoległych i użyj płaszczyzny uziemienia do izolowania sygnałów o wysokiej częstotliwości
• Układ sygnałów o wysokiej częstotliwości: utrzymuj ścieżki sygnału o wysokiej częstotliwości tak krótkie, jak to możliwe, aby zmniejszyć odbicia i straty, oraz użyj routingu par różnicowych w celu zmniejszenia szumów.

4. Wytrzymałość mechaniczna i niezawodność

• Proces laminowania: proces laminowania ciężkiej miedzianej płytki drukowanej jest złożony, a siła wiązania między warstwami musi być zapewniona, aby uniknąć problemu z rozwarstwieniem spowodowanym nierówną grubością miedzi.
• Grubość płyty: warstwa miedzi zwiększy całkowitą grubość płytki drukowanej, projektant musi wziąć pod uwagę montaż i wytrzymałość mechaniczną.
• Gięcie i naprężenia: lepiej unikać zbyt wielu przelotek w obszarze ciężkiej miedzi, aby zmniejszyć naprężenia mechaniczne i dodać konstrukcję zbrojenia na granicy PCB i otworach montażowych.

5. Układ komponentów i obwodów

• Układ komponentów o dużej mocy: komponenty o dużej mocy powinny mieć scentralizowany układ w celu lepszego rozpraszania ciepła i zarządzania prądem. Komponenty o dużej mocy powinny trzymać się z dala od wrażliwych komponentów sygnału.
• Źródło zasilania i płaszczyzna uziemienia: podczas projektowania wielowarstwowej płytki drukowanej, kompletne źródło zasilania i płaszczyzna uziemienia są zaprojektowane tak, aby redukować szumy i impedancję pętli obwodu.
• Zoptymalizuj układ: utrzymuj ścieżki wysokoprądowe tak krótkie, jak to możliwe, aby zmniejszyć rezystancję i straty mocy. Użyj okablowania w kształcie gwiazdy lub siatki, aby upewnić się, że dystrybucja obwodów jest równomierna.

6. Kontrola kosztów

• Wybierz materiał: wybierz opłacalny materiał bazowy i miedź, jeśli płyta może spełnić wymagania dotyczące wydajności.
• Zoptymalizuj projekt i układ, aby zmniejszyć liczbę warstw i rozmiar płytki, aby obniżyć koszty produkcji.
• Proces produkcyjny: Projektant powinien mieć ścisłą komunikację z dostawcami PCB, aby zrozumieć ich możliwości, wybrać odpowiedni proces produkcyjny i uniknąć nadmiernego projektowania.

V. Przyszłość ciężkiej miedzianej płytki drukowanej

Przyszłe perspektywy rozwoju grubej miedzianej płytki drukowanej są bardzo szerokie, głównie dzięki rosnącemu popytowi na pojazdy elektryczne, komunikację 5G, nową energię i automatykę przemysłową. Jednocześnie innowacje materiałowe, doskonalenie procesu produkcyjnego i ulepszanie narzędzi projektowych będą sprzyjać dalszemu rozwojowi technologii grubej miedzianej płytki drukowanej. Pomimo kosztów i wyzwań technicznych, kluczowa pozycja grubej miedzianej płytki drukowanej w urządzeniach elektronicznych dużej mocy jest niezastąpiona i będzie odgrywać ważną rolę w wielu dziedzinach w przyszłości.

Jerico PCB ma prawie 20-letnie doświadczenie we wspieraniu naszych klientów w zakresie produkcji PCB i PCBA, produkcja ciężkich miedzianych płytek PCB jest również naszą zaletą. Dzięki przewagom technologicznym, procesowym, jakościowym i usługowym możemy utrzymać konkurencyjność na rynku ciężkich miedzianych płytek drukowanych i zaspokoić potrzeby klientów. Jeśli masz jakiś ciężki projekt miedzianej płytki drukowanej i chcesz znaleźć odpowiedniego partnera, Jerico PCB jest tutaj dla Ciebie.

Porozmawiajmy dziś o PCB ~