I. Что такое тяжелая медная печатная плата

Тяжелая медная печатная плата или иногда называемая толстой медной печатной платой представляет собой печатную плату (ПХД), характеризующуюся более толстой медной фольгой, прикрепленной к стеклянной эпоксидной подложке, обычно толще, чем обычно используемый стандарт (например, 35 мкм) для достижения достаточно толстого медного покрытия в отверстии. Эта печатная плата используется в схемах, требующих более высокой пропускной способности по току и более низких значений сопротивления и индуктивности для снижения генерации шумового напряжения. Тяжелая медная печатная плата обычно относится к печатной плате с толщиной меди 3 унции, когда пространство для компоновки ограничено и не может улучшить пропускную способность по току за счет увеличения ширины линии, использование тяжелой медной печатной платы может эффективно удовлетворить требования к току и улучшить рассеивание тепла печатной платы.

II. Преимущества тяжелой медной печатной платы

1. Проводите большой ток

Тяжелая медная печатная плата может пропускать достаточное количество тока в ограниченном пространстве, эффективно улучшая плотность мощности печатной платы.

• Превосходный отвод тепла

Тяжелая медная печатная плата может лучше передавать тепло, тем самым улучшая характеристики рассеивания тепла, обеспечивая нормальную рабочую температуру печатной платы и электронных компонентов, что очень важно для высокомощной и подверженной нагреванию схемы

• Повышенная механическая прочность

Толстый слой меди может повысить механическую прочность печатной платы и сделать ее более стабильной и долговечной.

• Высокая надежность

Увеличенная толщина меди позволяет печатной плате выдерживать термическую нагрузку при более высокой нагрузке. Таким образом, тяжелая медная печатная плата может помочь контролировать, преобразовывать или распределять электрическую энергию более надежно и эффективно.

III. Применение тяжелой медной печатной платы

1. Оборудование для электроснабжения
2. Модуль питания: используется для питания сервера и промышленного электропитания. Тяжелый слой меди может пропускать большой ток и уменьшать выделяемое тепло.
3. Инвертор, как солнечный инвертор и инвертор ветровой энергии. Тяжелая медная цепь может выдерживать большой ток и эффективно рассеивать тепло.
4. Автомобильная электроника
5. Электромобиль: используется для системы управления аккумулятором (BMS) и контроллера двигателя
6. Традиционные автомобили: используются для блока управления двигателем (ЭБУ) и системы распределения питания
7. Управление технологическими процессами
8. Моторный привод: используется для мощного моторного привода и контроллера
9. PCL: используется для систем управления промышленной автоматикой с высокой мощностью
10. Коммуникационное оборудование: станция связи с мощным радиочастотным модулем и силовыми модулями
11. Медицинское оборудование: медицинское оборудование имеет высокие требования к надежности и рассеиванию тепла, такие требования могут удовлетворить тяжелые медные печатные платы, например, медицинское оборудование для визуализации, лечебное оборудование и оборудование для жизнеобеспечения.
12. Потребительские товары: в области потребительских товаров тяжелая медная печатная плата в основном используется для товаров высокой мощности, таких как кондиционеры, холодильники, микродуховки

IV. Моменты, на которые следует обратить внимание при проектировании тяжелой медной печатной платы

Поскольку тяжелая медная печатная плата должна выдерживать более высокую нагрузку и ток и используется в серьезных условиях, правильная конструкция тяжелой медной печатной платы имеет большое значение. Вот некоторые моменты при проектировании тяжелой медной печатной платы;

1. Расчет несущей способности по току

• Выберите подходящую толщину меди, которая может подойти для вашей платы в соответствии с теком, например, 3 унции/фут2 или более.
• Рассчитайте ширину линии в соответствии со стандартом IPC-2152, чтобы убедиться, что плата может пропускать ток без выделения слишком большого тепла.
• Увеличьте количество и размеры переходных отверстий для передачи более высокого тока и меньшего сопротивления.
• Оптимизируйте компоновку, чтобы избежать перегрева из-за неправильного расположения.

2. Управление температурным режимом

• Конструкция с термовысвобождением: добавьте больше переходных отверстий для отвода тепла к другим слоям или радиаторам и используйте большую площадь меди для лучшего рассеивания тепла.
• Продолжайте тепловое моделирование в процессе проектирования, распознавайте горячую область и оптимизируйте схему схемы.
• Расположение компонентов: загрузите компоненты с высоким тепловыделением, например, силовой МОП-транзистор и трансформатор, в зону с хорошими характеристиками рассеивания тепла. Термочувствительные компоненты должны находиться вдали от компонентов с высоким тепловыделением.
• Материал основы для рассеивания тепла: материал основы должен выдерживать высокие температуры, а значение tg должно превышать 130 °C при использовании FR4. Или используйте материал с высокой теплопроводностью, например, металлическую основу или керамический материал.

3. Целостность сигнала

• Контроль импеданса: толщина тяжелой медной печатной платы будет влиять на импеданс, ширина линии и пространство должны быть рассчитаны точно.
• Уменьшение перекрестных помех: увеличение пространства сигнальных линий, исключение длинных параллельных линий и использование заземляющей плоскости для изоляции высокочастотных сигналов
• Высокочастотная схема сигнала: держите пути высокочастотного сигнала как можно короче, чтобы уменьшить отражения и потери, и используйте трассировку дифференциальных пар для снижения шума.

4. Механическая прочность и надежность

• Процесс ламинирования: процесс ламинирования тяжелой медной печатной платы сложен, и необходимо обеспечить прочность сцепления между слоями, чтобы избежать проблемы расслоения из-за неравномерной толщины меди.
• Толщина платы: вспученный слой меди увеличит общую толщину печатной платы, проектировщику необходимо учитывать сборку и механическую прочность.
• Изгиб и напряжение: лучше избегать слишком большого количества переходных отверстий в области из тяжелой меди, чтобы снизить механическое напряжение и добавить конструкцию армирования на границе печатной платы и сборочных отверстиях.

5. Компоновка компонентов и схем

• Компоновка компонентов высокой мощности: компоненты высокой мощности должны выполнять централизованную компоновку для лучшего рассеивания тепла и управления током. Компоненты высокой мощности должны находиться вдали от чувствительных сигнальных компонентов.
• Источник питания и заземляющая панель: при проектировании многослойной печатной платы весь источник питания и заземляющая панель проектируются таким образом, чтобы снизить шум и импеданс контура.
• Оптимизируйте компоновку: держите пути с высоким током как можно короче, чтобы снизить сопротивление и потери мощности. Используйте звездообразную или сетевую проводку, чтобы обеспечить равномерное распределение цепи.

6. Контроль затрат

• Выберите материал: выберите экономичный основной материал и медь, если плата соответствует требованиям к производительности.
• Оптимизируйте конструкцию и компоновку, чтобы уменьшить количество слоев и размер платы, чтобы снизить стоимость производства.
• Производственный процесс: Проектировщик должен поддерживать тесную связь с поставщиками печатных плат, чтобы понимать их возможности, выбирать правильный производственный процесс и избегать чрезмерного проектирования.

V. Будущее тяжелых медных печатных плат

Перспективы будущего развития печатных плат из толстой меди очень широки, в основном благодаря растущему спросу на электромобили, связь 5G, новую энергетику и промышленную автоматизацию. В то же время, инновации в материалах, совершенствование производственных процессов и обновление инструментов проектирования будут способствовать дальнейшему развитию технологии печатных плат из толстой меди. Несмотря на стоимость и технические проблемы, основная позиция толстой медной печатной платы в мощных электронных устройствах незаменима и будет играть важную роль в других областях в будущем.

Jerico PCB имеет почти 20-летний опыт поддержки наших клиентов в области производства печатных плат и печатных плат, изготовление печатных плат из тяжелой меди также является нашим преимуществом. Обладая преимуществами в технологиях, процессах, качестве и обслуживании, мы можем поддерживать конкурентоспособность на рынке печатных плат из тяжелой меди и удовлетворять потребности клиентов. Если у вас есть какой-либо проект тяжелой медной печатной платы и вы хотите найти подходящего партнера, Jerico PCB здесь для вас.

Давайте поговорим о печатной плате сегодня~