Ploča s debelim bakrom

Šta je Heavy Copper PCB?

Heavy Copper PCB je posebna vrsta štampane ploče. Kako samo ime govori, njegova jezgra je debljina bakarnog folija koja premašuje onu kod tradicionalnih PBC-a. Debljina bakra kod tradicionalnih PCB-a obično je između 0,5 i 2 unče (tj. 17,5 do 70 mikrona), dok je debljina Heavy Copper PCB-a veća od 2 unče. Kada debljina bakarne folije dostigne 10 unča ili više, ova vrsta PCB-a se naziva Extreme Copper PCB, što je naprednija vrsta Heavy Copper PCB-a. U nekim ekstremnim slučajevima, debljina bakarne folije može čak doseći 20 unča (oko 700 μm), što znatno premašuje standardnu debljinu bakarnog sloja kod konvencionalnih Heavy Copper PCB-a.

Kako bi nova energija, industrijska automatizacija i druge oblasti bile usmjerene ka visokoj snazi i prilagođavanju ekstremnoj okolini, PCB ploče sa debelim bakrom i ekstremno debelim bakrom su postale ključne za zadovoljavanje potreba za visokom strujom i jakim hlađenjem. Područja primjene PCB ploča sa debelim bakrom se takođe kontinuirano šire, uključujući industrijsku kontrolu, opremu za novu energiju, automobilsku elektroniku i medicinsku opremu, a proizvodi sa različitim debljinama bakra imaju različite primjene. PCB ploče sa ultra debelim bakrom prilagođene su zahtjevnijim uslovima.

Kako bi u potpunosti ispunili zahtjeve električnih performansi, mehaničke čvrstoće i procesne prilagodljivosti, PCB ploče sa debelim bakrom obično biraju izolacione podloge na bazi FR-4 visoke Tg (Tg ≥ 150°C). U nekim slučajevima, koristi se keramičko punjenje ili metalne kompozitne materijale ili poliimidni (PI) materijali radi poboljšanja otpornosti na toplinu, toplotnu vodljivost i otpornost na mehanički napon, te prilagođavanja zahtjevima laminiranja slojevima debelog bakra i rada na visokim temperaturama.

Ključne prednosti PCB ploča sa debelim bakrom

U kontekstu sve strožih zahtjeva za performansama elektronskih proizvoda, PCB ploče sa debelim bakrom postale su ključna opcija za ispunjavanje zahtjeva električnih performansi, performansi hlađenja, pouzdanosti, otpornosti na okolinske uvjete, veličine i integracije zahvaljujući svojim neusporedivim karakteristikama u odnosu na ploče s običnim debelim bakrom. Njihove značajne prednosti uključuju:

1. Izuzetno visoka nosivost struje i napona

Povećanje debljine bakarne folije direktno povećava površinu poprečnog presjeka vodiča, omogućavajući Heavy Copper PCB-u da prenosi struju i napon koji znatno premašuje uobičajene PCB ploče. Na primjer, uređaji poput industrijskih energetskih modula i energetskih sistema za električne kamione moraju prenijeti velike struje (često preko 5A). Uobičajeni bakarni provodnici (0,5–2 unče) skloni su pregrijavanju i oštećenju, dok Heavy Copper PCB ploče (naročito one iznad 4 unče) mogu smanjiti otpor povećanjem debljine bakarnog sloja, čime se izbjegavaju rizici od prekomjerne struje; u visokonaponskim situacijama (kao što su sistemi za kontrolu energije), fizička struktura debele bakarne folije može bolje podnijeti elektrostatičko opterećenje i smanjiti rizik od oštećenja izolacije.

2. Izvrsna disipacija toplote i termalna stabilnost

Bakar je odličan termički provodljiv materijal (toplotna provodljivost je oko 401W/(m・K)), a debeli sloj bakra može se koristiti kao učinkovitan "kanal za hlađenje" kako bi se znatno poboljšala učinkovitost hlađenja. Toplina koja nastaje kod uređaja velike snage tokom rada može se brzo raspršiti kroz cijelu PCB ploču putem debelog bakarnog sloja, smanjujući temperaturu spoja uređaja (u usporedbi s uobičajenim PCB pločama, porast temperature se može smanjiti za 10-20℃); u uvjetima ciklične temperature (npr. -40℃~125℃), termička duktilnost debelog bakra može ublažiti termički napon, smanjiti oštećenja uzrokovana izmjeničnim zagrijavanjem i hlađenjem i poboljšati dugoročnu stabilnost rada.

3. Visoka pouzdanost i mehanička čvrstoća

Fizička struktura Heavy Copper PCB-a joj daje jaču otpornost na oštećenja, posebno za scenarije sa strogo zadovoljenim zahtjevima pouzdanosti. Povećanje debljine sloja bakra povećava mehaničku čvrstoću trase i provoda, može izdržati vibracije i udare (kao što su motorne prostorije automobila, željeznička transportna oprema) i smanjuje prekide linija izazvane mehaničkim naponom; sila prianjanja između debelog bakra i podloge je stabilnija, a odvajanje folije je teže izazvati tokom zavarivanja, popravki i drugih procesa, čime se smanjuje rizik od funkcionalnih grešaka.

4. Izvrsna prilagodljivost ekstremnim uslovima

Heavy Copper PCB-ovi pokazuju jaču izdržljivost u teškim uslovima, daleko više u odnosu na uobičajene PCB-ove:

• Otpornost na visoke i niske temperature: može stabilno raditi u ekstremnom temperaturnom opsegu od -55℃~150℃, prikladan je za primjenu u vazduhoplovnim i vojnim uređajima;
  
• Otpornost na koroziju i starenje: Debela bakarna ploča ima veći "korozioni margin", a vijek trajanja joj je 3-5 puta duži u odnosu na uobičajene PCB ploče u uslovima visoke vlažnosti, slane magle (npr. kod morske opreme) i hemijske korozije (npr. u industrijskoj hemijskoj sredini);
  
• Otpornost na elektromagnetnu interferenciju (EMI): Sloj uzemljenja od debele bakarne ploče može smanjiti impedansu, prigušiti buku odskoka mase, smanjiti smetnje u signalima i poboljšati integritet signala na visokim frekvencijama/visokoj brzini.
  

5. Pomaže u smanjenju dimenzija opreme i optimizaciji troškova

U dizajnu visokofrekventne opreme, Heavy Copper PCB ploče mogu prenositi velike struje kroz jednu žicu, zamjenjujući dizajn "višestrukih paralelnih žica" u uobičajenim PCB pločama, time smanjujući broj slojeva PCB (npr. sa 8 slojeva na 6 slojeva), smanjujući veličinu ploče i omogućavajući miniaturizaciju opreme. Takođe pomaže u smanjenju broja komponenti (npr. smanjenju hladnjaka i konektora žica) i optimizaciji ukupnih troškova sistema. Iako su troškovi proizvodnje Heavy Copper PCB ploča viši, ukupni troškovi kroz cijeli vijek trajanja su niži.

Ograničenja Heavy Copper PCB ploča

Iako Heavy Copper PCB ima značajne prednosti u prenošenju visokih struja i pouzdanosti, njegova jedinstvena svojstva materijala i proizvodni proces takođe donose neka neizbježna ograničenja. Ovi nedostaci ograničavaju njegovu primjenu u određenim scenarijima, što se uglavnom ogleda u sljedeća tri aspekta:

1. Nije pogodan za visokogustoću žica

Folija od bakra kod Heavy Copper PCB-a je debela, pa je teško napraviti tanke i uske linije tokom vremena za vjetrenje, pa širina i razmak linija moraju biti veći od 6mil; ali širina i razmak linija potrebna za visokogustoću žice često je manja od 4mil, baš kao da tražite od "velikog čovjeka" da se snađe kroz "usku uličicu", što je nemoguće. Stoga, Heavy Copper PCB se može koristiti samo na mjestima poput modula napajanja koji ne zahtijevaju gustu žicu, a nije prikladan za scenarije poput matičnih ploča pametnih telefona koje zahtijevaju prenos signala visoke gustoće.

2. Težak proizvodni proces

Proces proizvodnje Heavy Copper PCB-a zahtijeva znatno veću preciznost procesa u odnosu na uobičajeni PCB, a ključni izazvi su usmjereni na:

• Faza graviranja: Što je deblji bakarni list, to je teže kontrolisati prodor i ravnomjernost reakcije gravirnog rastvora, što može dovesti do problema poput grubih rubova traka i prevelikog odstupanja širine trake, što utječe na performanse kola;
  
• Faza laminiranja: Nakon graviranja, razmak između vodova je velik, pa je potrebno puno smole za popunjavanje tog razmaka. Ako popunjavanje nije dovoljno ili ako se pojave mjehurići zraka, to može dovesti do slabog prianjanja između slojeva PCB-a, a slojevitost se lako može pojaviti tijekom lemljenja ili upotrebe, što može izazvati kratki spoj ili prekid u strujnom krugu;
  
• Lemljenje maski i površinska obrada: Ravnoteža debelog bakarnog sloja je loša, pa se prilikom štampanja lemne maske često javljaju problemi poput nejednakog premaza i mjehurića, što povećava rizik od lošeg lemljenja u narednim fazama.
  

Visoki trošak

U pogledu materijala, količina upotrijebljene bakarne folije je znatno veća u odnosu na obične PCB ploče. U pogledu obrade, kompleksni procesi graviranja i laminiranja produžuju proizvodni ciklus, dok je stopa otpada visoka, što dodatno povećava troškove obrade.

Preporuke za tehničke specifikacije Heavy Copper PCB-a

Kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti Heavy Copper PCB-a, izbjegli problemi u proizvodnom procesu i osigurala performansa, prilikom projektovanja Heavy Copper PCB-a treba slijediti niz ciljanih specifikacija kako bi se postigao balans između funkcionalnosti i proizvodljivosti:

1. Minimalna širina trake ne bi trebalo da bude manja od 0,3 mm, kako bi se izbjeglo prekidanje trake usljed poteškoća kod graviranja;
2. Minimalan razmak između susjednih traka ne bi trebalo da bude manji od 0,25 mm, kako bi se spriječilo kratko spojenje usljed nepotpunog graviranja;
3. Rastojanje između bakarne folije oko fiksne rupe i ivice rupe treba da bude ≥0,4 mm, a takođe ne smije postojati tanka žica unutar 1,5 mm od ivice rupe radi povećanja mehaničke čvrstoće;
4. Rastojanje između traga i ivice PCB-a treba da bude ≥3 mm (u posebnim slučajevima može se smanjiti na 1,5 mm, ali u tom slučaju širina traga treba da bude ≥1,5 mm) kako bi se izbjegla otpadnutost bakarne folije usljed naponâ na ivici;
5. Rastojanje između uređaja za visokofrekventnu energiju i velikih kondenzatora treba da bude 5 mm kako bi se smanjila smetnja u signalu;
6. Širina uzemljne linije ne smije biti manja od 0,5 mm, kako bi se osigurala pouzdanost uzemljenja i efikasnost odvođenja toplote;
7. Kontaktne površine (padovi) ne smiju biti direktno povezane sa otvorenom bakarnom folijom niti drugim kontaktima radi izbjegavanja kratkog spoja prilikom lemljenja;
8. Potrebno je projektovati posebnu strukturu za hlađenje za komponente sa visokom snagom i primijeniti rješenje s niskom gustinom traga radi prilagođavanja karakteristikama procesa sa debelom bakarnom folijom.

Specifikacija teškog bakarnog PCB-a u LHD TECH-u

Razlozi zašto odabrati Linghangda za proizvodnju PCB ploča sa debelim bakrom

U oblasti proizvodnje PCB ploča sa debelim bakrom, Linghangda je postala idealan izbor za mnoge klijente zahvaljujući dubokom iskustvu, izvrsnoj tehničkoj snazi i sveobuhvatnim uslugama visokog kvaliteta. U nastavku su detaljno objašnjeni svi razlozi zašto odabrati Linghangdu:

• Bogato iskustvo:

  Od 2003. godine duboko je uključena u oblast PCB ploča i više od 20 godina se fokusira na tehnologiju PCB ploča sa debelim bakrom. Kompanija ima zrele primjere u oblasti automobilskih elektronika, industrijskih napajanja i drugih primjena, a takođe može tačno riješiti ključne probleme poput visokog strujnog opterećenja i hlađenja.
  

• Jaka proizvodna moć:

  20.000 kvadratnih metara modernih fabričkih prostorija, mjesečni kapacitet proizvodnje od 50.000 kvadratnih metara, opremljena preciznim uređajima za vrezanje i prešanje i više od 650 stručnjaka, što osigurava efikasnu isporuku narudžbi.
  

• Tim visokog kvaliteta:

  Tehnički tim sa jakim profesionalnim kvalitetama i bogatim praktičnim iskustvom i grupa radnika na prvoj liniji koji su sistematski obučeni i vješti u radu.
  

• Kontrola detalja:

  Ustanoviti sistem osiguranja kvaliteta u cijelom procesu i poboljšati konkurentnost kroz kontinuiranu inovaciju;
  

• Pouzdana kvaliteta:

  Opremljen naprednom proizvodnom i testnom opremom, cijeli proces prati internacionalni sistem kvaliteta i kroz strogo testiranje poput AOI i X-zraka, osigurati da proizvod odgovara IPC standardima i da nema grešaka poput kratkog spoja i odvajanja slojeva.
  

• Kompletna usluga:

  Osigurati jedinstvenu uslugu od prilagođenog dizajna, efikasne proizvodnje do trajne naknadne podrške, smanjiti troškove za kupce i pratiti cijeli proces.
  

• Brza sposobnost isporuke:

  Optimizirati proizvodne procese i raspored resursa, efikasno unaprijediti projekte, pomoći kupcima da brzo dovedu proizvode na tržište i iskoriste prilike.
  

Ako tražite partnera za proizvodnju Heavy Copper PCB ploča, slobodno kontaktirajte prodajni tim kompanije Linghangda u bilo koje vrijeme i mi ćemo vam odmah poslati ponudu.