一、什么是重铜PCB

重铜PCB或有时称为厚铜电路板是一种印刷电路板（PCB），其特征是将较厚的铜箔粘合在玻璃环氧树脂基板上，通常比常用标准（如35μm）厚，以实现足够厚的镀铜在孔中。该电路板用于需要更高载流能力和更低电阻和电感值的电路设计，以减少噪声电压的产生。重铜PCB一般是指铜厚度为3oz的PCB，当布局空间有限，无法通过增加线宽来提高载流能力时，使用重铜PCB可以有效满足载流要求，提高PCB的散热性。

二、重铜PCB的优点

1. 承载大电流

重铜PCB可以在有限的空间内承载足够的电流，有效提高电路板的功率密度。

• 出色的散热性能

重铜PCB可以更好地传递热量，从而提高散热性能，保证PCB和电子元件的正常工作温度，这对于大功率和易发热电路非常重要

• 提高机械强度

厚铜层可以提高PCB的机械强度，使其更加稳定耐用。

• 高可靠性

铜厚度的增加使电路板能够承受更高负载下的热应变。因此，重铜PCB可以帮助更可靠、更有效地控制、转换或分配电力。

三、重铜PCB的应用

1. 电源设备
2. 电源模块：用于服务器电源和工业电源。厚铜层可以承载大电流，减少发热。
3. 逆变器，如太阳能逆变器和风能逆变器。重铜电路可以承受大电流，有效散热。
4. 汽车电子
5. 电动汽车：用于电池管理系统（BMS）和电机控制器
6. 传统车辆：用于发动机控制单元（ECU）和配电系统
7. 工业控制
8. 电机驱动：用于大功率电机驱动和控制器
9. PCL：用于大功率工业自动化控制系统
10. 通信设备：带有大功率射频模块和电源模块的通信站
11. 医疗设备：医疗设备对可靠性和散热性要求很高，重铜PCB可以满足这样的要求，例如医学影像设备、治疗设备和生命支持设备。
12. 消费品：在消费品领域，重铜PCB主要用于大功率商品，如空调、冰箱、微型烤箱

四、设计重铜PCB时需要注意的要点

由于重铜PCB需要承受较高的负载和电流，并且在恶劣的条件下使用，因此正确设计重铜PCB非常重要。以下是设计重铜PCB时的一些要点;

1、载流能力设计

• 根据电流选择适合您的电路板的合适铜厚度，例如3oz/ft2或更多。
• 根据IPC-2152标准计算线宽，确保电路板能够承载电流而不会产生过多的热量。
• 增加过孔的数量和尺寸，以承载更高的电流和更低的电阻。
• 优化布局，避免因布置不当而过热。

2.热管理

• 热释放设计：增加更多的热通孔，将热量传导到其他层或散热器，并使用大面积的铜，以更好地散热。
• 在设计过程中进行热仿真，识别热区，优化电路布局。
• 元件布局：将功率MOSFET和变压器等高发热元件加载到散热性能良好的区域。热敏部件应远离高发热部件。
• 散热基材：基材必须耐高温，如果使用FR4，tg值应在130°C以上。或者使用高导热材料，如金属基或陶瓷材料。

3.信号完整性

• 阻抗控制：重铜PCB的厚度会影响阻抗，线宽和间距应准确计算。
• 减少串扰：增加信号线空间，避免长平行线，利用接地层隔离高频信号
• 高频信号布局：保持高频信号路径尽可能短，以减少反射和损耗，并采用差分对布线来降低噪声。

4.机械强度和可靠性

• 层压工艺：重铜PCB的层压工艺复杂，需要保证层与层之间的结合强度，避免因铜厚度不均匀而导致分层问题。
• 板厚：隆起的铜层会增加PCB的总厚度，设计人员需要考虑组装和机械强度。
• 弯曲和应力：最好避免在重铜区域过多的过孔，以减少机械应力，并在PCB边界和组装孔处增加加固设计。

5.元件和电路布局

• 大功率元器件布局：大功率元器件应进行集中布局，以便更好地散热和电流管理。大功率元件应远离敏感信号元件。
• 电源和接地层：在设计多层PCB时，设计完整的电源和接地层以降低噪声和电路环路阻抗。
• 优化布局：保持大电流路径尽可能短，以减少电阻和功率损耗。使用星形或网状布线，确保电路分布均匀。

6.成本控制

• 选择材料：如果电路板能够满足性能要求，则选择具有成本效益的基材和铜。
• 优化设计和布局，减少层数和电路板尺寸，从而降低制造成本。
• 制造工艺：设计人员应与PCB供应商密切沟通，了解他们的能力，选择合适的制造工艺，避免过度设计。

五、重铜PCB的未来

厚铜PCB的未来发展前景非常广阔，主要受益于电动汽车、5G通信、新能源和工业自动化等领域不断增长的需求。同时，材料创新、制造工艺改进和设计工具升级将推动厚铜PCB技术的进一步发展。尽管存在成本和技术挑战，但厚铜PCB在大功率电子器件中的核心地位是不可替代的，未来将在更多领域发挥重要作用。

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