I. O que é PCB de cobre pesado

PCB de cobre pesado ou às vezes chamado de placa de circuito de cobre grosso é uma placa de circuito impresso (PCB) caracterizada por uma folha de cobre mais espessa ligada em um substrato epóxi de vidro, geralmente mais espessa do que o padrão comumente usado (como 35μm) para obter um revestimento de cobre suficientemente espesso no orifício. Esta placa de circuito é usada em projetos de circuitos que requerem maior capacidade de carga de corrente e menores valores de resistência e indutância para reduzir a geração de tensão de ruído. PCB de cobre pesado geralmente se refere ao PCB com espessura de cobre de 3 onças, quando o espaço do layout é limitado e não é capaz de melhorar a capacidade de transporte de corrente aumentando a largura da linha, o uso de PCB de cobre pesado pode efetivamente atender aos requisitos de transporte de corrente e melhorar a dissipação de calor do PCB.

II. Vantagens do PCB de cobre pesado

1. Carrega grande corrente

O PCB de cobre pesado pode transportar corrente suficiente em um espaço limitado, melhorando efetivamente a densidade de potência da placa de circuito.

• Excelente dissipação de calor

O PCB de cobre pesado pode transferir melhor o calor, melhorando assim o desempenho da dissipação de calor, garantindo a temperatura normal de trabalho do PCB e dos componentes eletrônicos, o que é muito importante para circuitos de alta potência e propensos ao calor

• Aumento da resistência mecânica

A camada espessa de cobre pode melhorar a resistência mecânica do PCB e torná-lo mais estável e durável.

• Alta confiabilidade

O aumento da espessura do cobre faz com que a placa de circuito possa suportar a tensão térmica sob carga mais alta. Portanto, o PCB de cobre pesado pode ajudar a controlar, converter ou distribuir energia elétrica de forma mais confiável e eficaz.

III. Aplicações de PCB de cobre pesado

1. Equipamento de fonte de alimentação
2. Módulo de fonte de alimentação: usado para fonte de alimentação de servidor e fonte de alimentação industrial. A camada de cobre pesada pode transportar grande corrente e reduzir a geração de calor.
3. Inversor, como inversor solar e inversor de energia eólica. O circuito de cobre pesado pode suportar alta corrente e dissipar efetivamente o calor.
4. Eletrônica automotiva
5. Veículo elétrico: usado para o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) e controlador do motor
6. Veículos tradicionais: usados para unidade de controle do motor (ECU) e sistema de distribuição de fonte de alimentação
7. Controle Industrial
8. Acionamento do motor: usado para acionamento e controlador de motor de alta potência
9. PCL: usado para sistema de controle de automação industrial com alta potência
10. Equipamento de comunicação: estação de comunicação com módulo de radiofrequência de alta potência e módulos de potência
11. Equipamento médico: o equipamento médico tem altos requisitos de confiabilidade e dissipação de calor, o PCB de cobre pesado pode atender a esses requisitos, por exemplo, equipamentos de imagens médicas, equipamentos de cura e equipamentos de suporte à vida.
12. Bens de consumo: na área de bens de consumo, o PCB de cobre pesado é usado principalmente para bens de alta potência, como ar condicionado, geladeira, microforno

IV. Os pontos precisam prestar atenção ao projetar PCB de cobre pesado

Como o PCB de cobre pesado precisa suportar uma carga e corrente mais altas e é usado em condições graves, o projeto correto do PCB de cobre pesado é de grande importância. Aqui estão alguns pontos ao projetar PCB de cobre pesado;

1. Projeto atual da capacidade de carga

• Escolha uma espessura de cobre adequada que possa funcionar para sua placa de acordo com a corrente, por exemplo, 3 onças/pés2 ou mais.
• Calcule a largura da linha de acordo com o padrão IPC-2152 para garantir que a placa possa transportar a corrente sem gerar muito calor.
• Aumente a quantidade e a dimensão da via para transportar maior corrente e menor resistência.
• Otimize o layout para evitar superaquecimento devido a arranjo inadequado.

2. Gerenciamento térmico

• Design de liberação térmica: adicione mais vias térmicas para conduzir o calor para outras camadas ou dissipadores de calor e use uma grande área de cobre para melhor dissipação de calor.
• Prossiga com a simulação térmica durante o processo de projeto, reconheça a área quente e otimize o layout do circuito.
• Layout do componente: carregue os componentes de alta geração de calor, por exemplo, MOSFET de potência e transformador, na área com bom desempenho de dissipação de calor. Os componentes sensíveis ao calor devem estar longe de componentes de alta geração de calor.
• Material de base de dissipação de calor: o material de base deve suportar altas temperaturas e o valor tg deve ser superior a 130 °C se estiver usando FR4. Ou use material de alta condutividade térmica, como base de metal ou material cerâmico.

3. Integridade do sinal

• Controle de impedância: a espessura do PCB de cobre pesado influenciará a impedância, a largura e o espaço da linha devem ser calculados com precisão.
• Reduzir diafonia: Aumente o espaço da linha de sinal, evite longas linhas paralelas e use o plano de aterramento para isolar sinais de alta frequência
• Layout de sinal de alta frequência: mantenha os caminhos de sinal de alta frequência o mais curtos possível para reduzir reflexos e perdas e use o roteamento de pares diferenciais para reduzir o ruído.

4. Força mecânica e confiabilidade

• Processo de laminação: o processo de laminação de PCB de cobre pesado é complexo e a força de ligação entre as camadas precisa ser garantida para evitar o problema de delaminação devido à espessura irregular do cobre.
• Espessura da placa: a camada de cobre levantada aumentará a espessura total do PCB, o projetista precisa considerar a montagem e a resistência mecânica.
• Flexão e tensão: é melhor evitar muitas vias na área de cobre pesado para reduzir o estresse mecânico e adicionar design de reforço na borda do PCB e nos orifícios de montagem.

5. Layout de componentes e circuitos

• Layout de componentes de alta potência: os componentes de alta potência devem ter um layout centralizado para melhor dissipação de calor e gerenciamento de corrente. Os componentes de alta potência devem ficar longe de componentes de sinal sensíveis.
• Fonte de alimentação e plano de aterramento: ao projetar um PCB multicamada, a fonte de alimentação completa e o plano de aterramento são projetados para reduzir o ruído e a impedância do loop do circuito.
• Otimize o layout: mantenha os caminhos de alta corrente o mais curtos possível para reduzir a resistência e a perda de energia. Use uma fiação em estrela ou rede para garantir que a distribuição do circuito seja uniforme.

6. Controle de custos

• Escolha o material: escolha o material de base econômico e o cobre se a placa puder atender aos requisitos de desempenho.
• Otimize o design e o layout para reduzir a contagem de camadas e o tamanho da placa para reduzir o custo de fabricação.
• Processo de fabricação: O projetista deve ter uma comunicação próxima com os fornecedores de PCB para entender suas capacidades, escolher o processo de fabricação adequado e evitar o design excessivo.

V. O futuro do PCB de cobre pesado

As perspectivas de desenvolvimento futuro de PCB de cobre espesso são muito amplas, beneficiando-se principalmente da crescente demanda em veículos elétricos, comunicações 5G, novas energias e automação industrial. Ao mesmo tempo, a inovação de materiais, a melhoria do processo de fabricação e a atualização da ferramenta de design promoverão o desenvolvimento da tecnologia de PCB de cobre espesso. Apesar do custo e dos desafios técnicos, a posição central do PCB de cobre espesso em dispositivos eletrônicos de alta potência é insubstituível e desempenhará um papel importante em mais campos no futuro.

A Jerico PCB tem quase 20 anos de experiência apoiando nossos clientes com serviço de fabricação de PCB e PCBA, a fabricação de PCB de cobre pesado também é nossa vantagem. Com vantagens em tecnologia, processo, qualidade e serviço, podemos manter a competitividade no mercado de PCB de cobre pesado e atender às necessidades dos clientes. Se você tem algum projeto de PCB de cobre pesado e deseja encontrar um parceiro adequado, o Jerico PCB está aqui para você.

Vamos falar sobre PCB hoje ~