I. Что такое Heavy Copper PCB?

Плата с тяжелой медью, или иногда называемая платой с толстой медью, представляет собой печатную плату (PCB), характеризующуюся более толстой медной фольгой, прикрепленной к стеклоэпоксидной подложке, обычно толще, чем обычно используемая стандартная (например, 35 мкм), для достижения достаточно толстого медного покрытия в отверстии. Эта печатная плата используется в схемах, требующих более высокой токонесущей способности и более низких значений сопротивления и индуктивности для снижения генерации шумового напряжения. Платы с тяжелой медью обычно относятся к PCB с толщиной меди 3 унции; когда пространство для размещения ограничено и невозможно увеличить токонесущую способность за счет увеличения ширины линии, использование плат с тяжелой медью может эффективно удовлетворить требования к токонесущей способности и улучшить рассеивание тепла PCB.

II. Преимущества Heavy Copper PCB

1. Выдерживает большой ток

Плата с тяжелой медью может выдерживать достаточный ток в ограниченном пространстве, эффективно повышая удельную мощность печатной платы.

• Отличное рассеивание тепла

Плата с тяжелой медью лучше отводит тепло, тем самым улучшая характеристики рассеивания тепла, обеспечивая нормальную рабочую температуру PCB и электронных компонентов, что очень важно для высоковольтных и склонных к перегреву цепей.

• Повышенная механическая прочность

Толстый медный слой может повысить механическую прочность PCB и сделать ее более стабильной и долговечной.

• Высокая надежность

Увеличенная толщина меди позволяет печатной плате выдерживать термические нагрузки при более высокой нагрузке. Следовательно, плата с тяжелой медью может более надежно и эффективно контролировать, преобразовывать или распределять электроэнергию.

III. Применение Heavy Copper PCB

1. Оборудование для электропитания
2. Модуль питания: используется для серверных блоков питания и промышленных блоков питания. Слой тяжелой меди может выдерживать большой ток и снижать генерацию тепла.
3. Инверторы, такие как солнечные и ветровые инверторы. Схема с тяжелой медью может выдерживать высокий ток и эффективно рассеивать тепло.
4. Автомобильная электроника
5. Электромобили: используется для системы управления батареями (BMS) и контроллера двигателя.
6. Традиционные автомобили: используется для блока управления двигателем (ECU) и системы распределения электроэнергии.
7. Промышленное управление
8. Привод двигателя: используется для высокомощных приводов двигателей и контроллеров.
9. PLC: используется для промышленных систем управления автоматизацией с высокой мощностью.
10. Коммуникационное оборудование: коммуникационные станции с высокочастотными радиочастотными модулями и силовыми модулями.
11. Медицинское оборудование: медицинское оборудование предъявляет высокие требования к надежности и рассеиванию тепла, платы с тяжелой медью могут соответствовать этим требованиям, например, медицинское диагностическое оборудование, оборудование для лечения и оборудование жизнеобеспечения.
12. Потребительские товары: в области потребительских товаров платы с тяжелой медью в основном используются для высокомощных устройств, таких как кондиционеры, холодильники, микроволновые печи.

IV. На что обратить внимание при проектировании Heavy Copper PCB

Поскольку платы с тяжелой медью должны выдерживать более высокую нагрузку и ток и использоваться в сложных условиях, правильное проектирование плат с тяжелой медью имеет большое значение. Вот некоторые моменты при проектировании плат с тяжелой медью:

1. Расчет токонесущей способности

• Выберите подходящую толщину меди, которая может работать для вашей платы в соответствии с током, например, 3 унции/фут² или более.
• Рассчитайте ширину линии в соответствии со стандартом IPC-2152, чтобы убедиться, что плата может выдерживать ток без генерации слишком большого количества тепла.
• Увеличьте количество и размер переходных отверстий для передачи более высокого тока и снижения сопротивления.
• Оптимизируйте расположение, чтобы избежать перегрева из-за неправильной схемы.

2. Терморегулирование

• Конструкция отвода тепла: добавьте больше теплоотводящих переходных отверстий для передачи тепла на другие слои или радиаторы и используйте большую площадь меди для лучшего рассеивания тепла.
• Проведите тепловое моделирование в процессе проектирования, определите горячие зоны и оптимизируйте схему.
• Размещение компонентов: размещайте компоненты с высоким тепловыделением, например, силовые MOSFET и трансформаторы, в зонах с хорошими характеристиками рассеивания тепла. Теплочувствительные компоненты должны располагаться подальше от компонентов с высоким тепловыделением.
• Материал основания для рассеивания тепла: материал основания должен выдерживать высокие температуры, а значение Tg должно быть выше 130 ℃ при использовании FR4. Или используйте материал с высокой теплопроводностью, такой как металлическое основание или керамический материал.

3. Целостность сигнала

• Контроль импеданса: толщина платы с тяжелой медью повлияет на импеданс, ширина линии и расстояние должны быть рассчитаны точно.
• Уменьшение перекрестных помех: увеличьте расстояние между сигнальными линиями, избегайте длинных параллельных линий и используйте земляную плоскость для изоляции высокочастотных сигналов.
• Разводка высокочастотных сигналов: держите пути высокочастотных сигналов как можно короче, чтобы уменьшить отражения и потери, и используйте дифференциальную пару маршрутизации для уменьшения шума.

4. Механическая прочность и надежность

• Процесс ламинирования: процесс ламинирования плат с тяжелой медью сложен, и прочность сцепления между слоями должна быть обеспечена, чтобы избежать расслоения из-за неравномерной толщины меди.
• Толщина платы: слой тяжелой меди увеличит общую толщину PCB, проектировщику необходимо учитывать сборку и механическую прочность.
• Изгиб и напряжение: лучше избегать слишком большого количества переходных отверстий в области тяжелой меди, чтобы уменьшить механическое напряжение, и добавить усиливающую конструкцию по краю PCB и в монтажных отверстиях.

5. Размещение компонентов и схемы

• Размещение высоковольтных компонентов: высоковольтные компоненты должны быть размещены централизованно для лучшего рассеивания тепла и управления током. Высоковольтные компоненты должны находиться подальше от компонентов чувствительных сигналов.
• Источник питания и земляная плоскость: при проектировании многослойной PCB полное питание и земляная плоскость разрабатываются для снижения шума и импеданса контура цепи.
• Оптимизация разводки: держите пути с высоким током как можно короче, чтобы уменьшить сопротивление и потери мощности. Используйте звездообразную или сетевую разводку, чтобы обеспечить равномерное распределение цепи.

6. Контроль затрат

• Выбор материала: выбирайте экономически эффективные базовые материалы и медь, если плата может соответствовать требованиям к производительности.
• Оптимизируйте дизайн и разводку, чтобы уменьшить количество слоев и размер платы, чтобы снизить производственные затраты.
• Производственный процесс: дизайнер должен тесно общаться с поставщиками PCB, чтобы понять их возможности, выбрать правильный производственный процесс и избежать избыточного проектирования.

V. Будущее Heavy Copper PCB

Перспективы будущего развития плат с толстой медью очень широки, в основном благодаря растущему спросу в области электромобилей, связи 5G, новой энергетики и промышленной автоматизации. В то же время инновации в материалах, улучшение производственных процессов и модернизация инструментов проектирования будут способствовать дальнейшему развитию технологии плат с толстой медью. Несмотря на затраты и технические проблемы, основная позиция плат с толстой медью в высоковольтных электронных устройствах незаменима, и они будут играть важную роль в большем количестве областей в будущем.

Jerico PCB имеет почти 20-летний опыт поддержки наших клиентов в изготовлении PCB и PCBA, а изготовление плат с тяжелой медью также является нашим преимуществом. Благодаря преимуществам в технологиях, процессах, качестве и обслуживании мы можем сохранять конкурентоспособность на рынке плат с тяжелой медью и удовлетворять потребности клиентов. Если у вас есть проект по платам с тяжелой медью и вы хотите найти подходящего партнера, Jerico PCB здесь для вас.

Давайте поговорим о PCB сегодня~