I. Czym jest płytka PCB z grubą miedzią?

Płytka PCB z grubą miedzią, zwana czasem płytką drukowaną z grubą miedzią, to płytka drukowana (PCB) charakteryzująca się grubszą folią miedzianą połączoną z podłożem szklano-epoksydowym, zazwyczaj grubszą niż powszechnie stosowana standardowa (np. 35 μm), w celu uzyskania wystarczająco grubego poszycia miedzianego w otworze. Ta płytka drukowana jest wykorzystywana w projektach obwodów wymagających większej obciążalności prądowej oraz niższych wartości rezystancji i indukcyjności, aby zredukować generowanie napięcia zakłóceń. Płytka PCB z grubą miedzią zazwyczaj odnosi się do PCB o grubości miedzi 3oz. Gdy przestrzeń układu jest ograniczona i nie można poprawić obciążalności prądowej poprzez zwiększenie szerokości linii, zastosowanie płytki PCB z grubą miedzią może skutecznie spełnić wymagania dotyczące obciążalności prądowej i poprawić rozpraszanie ciepła PCB.

II. Zalety płytek PCB z grubą miedzią

1. Przenoszenie dużego prądu

Płytka PCB z grubą miedzią może przenosić wystarczający prąd w ograniczonej przestrzeni, skutecznie poprawiając gęstość mocy płytki drukowanej.

• Doskonałe odprowadzanie ciepła

Płytka PCB z grubą miedzią lepiej odprowadza ciepło, poprawiając tym samym wydajność rozpraszania ciepła, zapewniając normalną temperaturę pracy PCB i komponentów elektronicznych, co jest bardzo ważne w przypadku obwodów dużej mocy i podatnych na ciepło.

• Zwiększona wytrzymałość mechaniczna

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

• Wysoka niezawodność

Zwiększona grubość miedzi sprawia, że płytka drukowana może wytrzymać naprężenia termiczne pod wyższym obciążeniem. Dlatego płytka PCB z grubą miedzią może pomóc w bardziej niezawodnym i efektywnym sterowaniu, konwersji lub dystrybucji energii elektrycznej.

III. Zastosowania płytek PCB z grubą miedzią

1. Urządzenia zasilające
2. Moduł zasilacza: stosowany w zasilaczach serwerowych i przemysłowych. Gruba warstwa miedzi może przenosić duży prąd i zmniejszać generowanie ciepła.
3. Falownik, np. falownik solarny i falownik energii wiatrowej. Obwód z grubą miedzią może przenosić wysoki prąd i skutecznie odprowadzać ciepło.
4. Elektronika samochodowa
5. Pojazdy elektryczne: stosowane w systemach zarządzania baterią (BMS) i kontrolerach silników.
6. Tradycyjne pojazdy: stosowane w jednostkach sterujących silnikiem (ECU) i systemach dystrybucji zasilania.
7. Sterowanie przemysłowe
8. Napęd silnika: stosowany w napędach i kontrolerach silników dużej mocy.
9. PLC: stosowane w systemach sterowania automatyką przemysłową o dużej mocy.
10. Urządzenia komunikacyjne: stacje komunikacyjne z modułami radiowymi dużej mocy i modułami zasilającymi.
11. Sprzęt medyczny: sprzęt medyczny ma wysokie wymagania dotyczące niezawodności i rozpraszania ciepła, płytki PCB z grubą miedzią mogą spełnić te wymagania, na przykład urządzenia do obrazowania medycznego, sprzęt leczniczy i sprzęt podtrzymujący życie.
12. Produkty konsumenckie: w obszarze produktów konsumenckich płytki PCB z grubą miedzią są głównie wykorzystywane w urządzeniach dużej mocy, takich jak klimatyzatory, lodówki, kuchenki mikrofalowe.

IV. Na co zwrócić uwagę podczas projektowania płytek PCB z grubą miedzią

Ponieważ płytka PCB z grubą miedzią musi wytrzymać większe obciążenia i prąd oraz jest używana w trudnych warunkach, prawidłowe projektowanie płytki PCB z grubą miedzią ma ogromne znaczenie. Oto kilka wskazówek dotyczących projektowania płytek PCB z grubą miedzią:

1. Projektowanie obciążalności prądowej

• Wybierz odpowiednią grubość miedzi, która będzie działać na Twojej płytce, zgodnie z prądem, na przykład 3oz/ft² lub więcej.
• Oblicz szerokość linii zgodnie ze standardem IPC-2152, aby zapewnić, że płytka może przenosić prąd bez generowania zbyt dużego ciepła.
• Zwiększ liczbę i wymiar przelotek, aby przenosić wyższy prąd i obniżyć rezystancję.
• Zoptymalizuj układ, aby uniknąć przegrzania z powodu niewłaściwego rozmieszczenia.

2. Zarządzanie termiczne

• Projekt odprowadzania ciepła: dodaj więcej przelotek termicznych, aby odprowadzić ciepło do innych warstw lub radiatorów i użyj dużej powierzchni miedzi do lepszego rozpraszania ciepła.
• Przeprowadź symulację termiczną podczas procesu projektowania, zidentyfikuj obszary gorące i zoptymalizuj układ obwodu.
• Rozmieszczenie komponentów: umieść komponenty generujące dużo ciepła, na przykład MOSFETy mocy i transformatory, w obszarach o dobrej wydajności rozpraszania ciepła. Komponenty wrażliwe na ciepło powinny znajdować się z dala od komponentów generujących dużo ciepła.
• Podłoże odprowadzające ciepło: podłoże musi wytrzymywać wysokie temperatury, a wartość Tg powinna być powyżej 130℃ w przypadku użycia FR4. Lub użyj materiału o wysokiej przewodności cieplnej, takiego jak podłoże metalowe lub materiał ceramiczny.

3. Integralność sygnału

• Kontrola impedancji: grubość płytki PCB z grubą miedzią wpłynie na impedancję, szerokość linii i odstęp muszą być dokładnie obliczone.
• Redukcja przesłuchów: zwiększ odstęp linii sygnałowych, unikaj długich równoległych linii i użyj płaszczyzny masy do izolacji sygnałów wysokiej częstotliwości.
• Układ sygnałów wysokiej częstotliwości: utrzymuj ścieżki sygnałów wysokiej częstotliwości tak krótko, jak to możliwe, aby zredukować odbicia i straty, i używaj trasowania par różnicowych, aby zredukować szumy.

4. Wytrzymałość mechaniczna i niezawodność

• Proces laminowania: proces laminowania płytki PCB z grubą miedzią jest złożony, a siła wiązania między warstwami musi być zapewniona, aby uniknąć delaminacji z powodu nierównej grubości miedzi.
• Grubość płytki: gruba warstwa miedzi zwiększy całkowitą grubość PCB, projektant musi wziąć pod uwagę montaż i wytrzymałość mechaniczną.
• Zginanie i naprężenia: lepiej unikać zbyt wielu przelotek w obszarze grubej miedzi, aby zmniejszyć naprężenia mechaniczne i dodać wzmocnienie na obrzeżu PCB i otworach montażowych.

5. Układ komponentów i obwodów

• Układ komponentów dużej mocy: komponenty dużej mocy powinny być rozmieszczone centralnie dla lepszego rozpraszania ciepła i zarządzania prądem. Komponenty dużej mocy powinny znajdować się z dala od komponentów wrażliwych na sygnały.
• Źródło zasilania i płaszczyzna masy: podczas projektowania wielowarstwowej PCB, kompletne źródło zasilania i płaszczyzna masy są projektowane w celu zmniejszenia szumów i impedancji pętli obwodu.
• Optymalizacja układu: utrzymuj ścieżki prądu wysokiego jak najkrótsze, aby zmniejszyć rezystancję i straty mocy. Użyj połączeń gwiazdowych lub sieciowych, aby zapewnić równomierny rozkład obwodu.

6. Kontrola kosztów

• Wybór materiału: wybierz opłacalne podłoże i miedź, jeśli płytka spełnia wymagania dotyczące wydajności.
• Zoptymalizuj projekt i układ, aby zmniejszyć liczbę warstw i rozmiar płytki, aby obniżyć koszty produkcji.
• Proces produkcji: projektant powinien ściśle komunikować się z dostawcami PCB, aby zrozumieć ich możliwości, wybrać odpowiedni proces produkcyjny i unikać nadprojektowania.

V. Przyszłość płytek PCB z grubą miedzią

Perspektywy przyszłego rozwoju płytek PCB z grubą miedzią są bardzo szerokie, głównie dzięki rosnącemu zapotrzebowaniu w pojazdach elektrycznych, komunikacji 5G, nowej energii i automatyce przemysłowej. Jednocześnie innowacje materiałowe, usprawnienia procesów produkcyjnych i modernizacja narzędzi projektowych będą sprzyjać dalszemu rozwojowi technologii płytek PCB z grubą miedzią. Pomimo kosztów i wyzwań technicznych, kluczowa pozycja płytek PCB z grubą miedzią w urządzeniach elektronicznych dużej mocy jest niezastąpiona i będzie odgrywać ważną rolę w przyszłości w większej liczbie dziedzin.

Jerico PCB ma prawie 20 lat doświadczenia we wspieraniu naszych klientów usługami produkcji PCB i PCBA, produkcja płytek PCB z grubą miedzią jest również naszą przewagą. Dzięki przewagom w technologii, procesie, jakości i obsłudze, możemy utrzymać konkurencyjność na rynku płytek PCB z grubą miedzią i zaspokoić potrzeby klientów. Jeśli masz jakiekolwiek projekty płytek PCB z grubą miedzią i chcesz znaleźć odpowiedniego partnera, Jerico PCB jest do Twojej dyspozycji.

Porozmawiajmy dziś o PCB~