Тяжелый PCB меди

Тяжелые медные печатные платы - это специализированные печатные платы, разработанные для работы с высокими уровнями мощности и тепла. В то время как стандартная печатная плата обычно использует медь толщиной 1-2 унции, тяжелая медная печатная плата использует медь толщиной от 3 до 20 унций (или более). Более толстые медные слои позволяют плате проводить более высокие токи и высокое напряжение. Платы будут хорошо работать и не будут повреждаться при длительной работе с высокой температурой.

Их тип включает в себя платы для намотки, продукты BMP, платы AC-DC и так далее.

Обычно они используются для мощной (электрический ток) электроники, такой как блоки питания или некоторые силовые схемы, или для высоких требований к тепловым характеристикам в промышленности. Они могут быть разработаны во внутреннем или внешнем слое. В процессе производства печатных плат это сложнее, чем традиционные схемы с медной фольгой толщиной 2 унции.

Структура аналогична стандартной печатной плате, но включает в себя специализированный процесс нанесения покрытия и травления.

• Медный слой: "Жилы" платы намного выше и шире. Толщина меди варьируется от 3 унций до 20 унций в некоторых особых случаях. Максимальная толщина меди внутреннего слоя составляет 10 унций, в то время как толщина внешнего слоя может достигать 20 унций.
• Базовый материал: Конструкция тяжелой медной печатной платы полностью зависит от базовых материалов, таких как FR4 или безгалогенные материалы, или Rogers, или алюминий, или, в некоторых случаях, используются гибридные базовые материалы. Обычно FR4 будет материалом со средней Tg и высокой Tg.
• Количество слоев: Количество слоев тяжелых медных печатных плат составляет от 2 до 20 слоев в зависимости от производства.
• Толщина платы: Толщина платы составляет от 1,6 мм до 5,0 мм.
• Тяжелые металлизированные отверстия (PTH): Отверстия, соединяющие разные слои, усилены толстой медью для проведения высокого тока без перегрева. Обычно требуется минимальная толщина меди в отверстиях 25 мкм, даже до 38 мкм или 50 мкм толщины меди в отверстиях для обеспечения производительности.
• Сердечник: Часто используется FR-4 с материалом Middle TG или high TG или материалы с металлическим сердечником для поддержки добавленного веса и тепла.
• Диэлектрический слой: Минимум 2 куска препрега для тяжелой медной печатной платы, если требуется высокий ток и напряжение, требуется 3 куска препрега в сердечнике.
• Покрытие поверхности: Покрытие поверхности печатной платы будет OSP, HASL, HASL без свинца (HASL LF/ ROHS), олово, иммерсионное золото (Au), иммерсионное серебро (Ag), ENIG, ENPIG в соответствии со стандартами, и несколько плат также используют Golden finger + HASL, ENIG + OSP, OSP + Golden finger для лучшей проводимости на поверхности, так как огромный ток должен контактировать с клеммой внешнего компонента.

Тяжелая медь предлагает три преимущества для электронных изделий:

Производство тяжелой медной печатной платы значительно сложнее, чем стандартных плат. Поскольку медь «толстая», традиционные химические процессы могут легко испортить дорожки.

Вот основные требования и методы технологии производства:

1. Поскольку медные дорожки намного толще, медные зубцы между ними глубже.
2. Высокий поток смолы: Требуется специализированный «Препрег» (связующие слои) с высоким содержанием смолы для полного заполнения этих зазоров.
3. Предотвращение пустот: Если смола не заполнит каждый зазор, образуются воздушные пузырьки (пустоты). При высокой мощности эти пузырьки могут расширяться и приводить к взрыву или расслоению платы.
4. Более высокое давление/температура: Пресс для ламинирования должен работать при более высоких параметрах, чтобы обеспечить равномерное «погружение» толстой меди в подложку.

Сверление через стандартную печатную плату похоже на сверление через пластик; сверление тяжелой медной платы похоже на сверление через металлическую пластину.

1. Срок службы сверла: Медь мягкая и «липкая». Она генерирует огромное количество тепла, которое быстро притупляет сверла. Производители должны заменять сверла гораздо чаще (например, каждые 10-20 отверстий против сотен).
2. Сверление с надкусыванием: Большие отверстия часто требуют «надкусывания» — сверления немного, отвода для очистки медных «стружек» и повторного сверления, чтобы предотвратить поломку сверла.

Стандартное травление похоже на раскрашивание трафарета распылением; для толстой меди это больше похоже на вырезание глубокого каньона.

1. Дифференциальное травление и ступенчатое нанесение покрытия: Вместо одной длинной химической ванны производители используют несколько циклов нанесения покрытия и травления. Это предотвращает подрезку (когда химикаты разъедают нижнюю часть дорожки, делая ее нестабильной).
2. Контроль профиля дорожки: Для достижения прямых боковых стенок используются высокоскоростные системы травления, чтобы обеспечить прямоугольную форму конечной дорожки, а не форму «трапеции» или «гриба».3.4 Нанесение паяльной маски

Многослойное покрытие:

1. Обычно требуется двойное нанесение паяльной маски, чтобы обеспечить более толстое покрытие поверхности платы паяльной маской для обеспечения производительности.Электростатическое распыление:
2. Этот метод часто предпочтительнее шелкографии, поскольку он гарантирует, что краска обволакивает острые вертикальные края толстых медных дорожек.3.5 Правила проектирования для производства (DFM)

Требование

Силовая электроника:

• Инверторы, преобразователи и блоки питания. Планарные трансформаторы, системы усиленияАвтомобилестроение:
• Системы зарядки электромобилей (EV) и модули распределения питания.Возобновляемая энергия:
• Контроллеры солнечных панелей и системы питания ветряных турбин.Промышленность:
• Сварочное оборудование, контроллеры тяжелой техники и трансМедицинская электроника:
• Специальное медицинское оборудование, такое как лазерные операции или роботизированные машины, устройства визуализации, такие как сканирующие аппараты, рентгеновские аппараты и т. д.Военная и аэрокосмическая промышленность:
• беспроводные устройства, устройства спутниковой связи и радиолокационные приборыПромышленное оборудование:
• Промышленное оборудование использует тяжелые медные печатные платы, которые могут использоваться в суровых условиях, так как они устойчивы к коррозии многих химических веществ.