PCB Tembaga Berat

Apa itu Heavy Copper PCB?

Heavy Copper PCB adalah jenis khusus papan sirkuit tercetak. Sesuai namanya, fitur utamanya adalah ketebalan foil tembaga melebihi PCB konvensional. Ketebalan tembaga pada PCB tradisional biasanya berkisar antara 0,5 hingga 2 ons (yakni 17,5 hingga 70 mikron), sedangkan ketebalan tembaga pada Heavy Copper PCB lebih dari 2 ons. Ketika ketebalan foil tembaga mencapai 10 ons atau lebih, jenis PCB ini disebut Extreme Copper PCB, yang merupakan versi lanjutan dari Heavy Copper PCB. Dalam beberapa situasi ekstrem, ketebalan foil tembaga bahkan bisa mencapai 20 ons (sekitar 700μm), jauh melampaui standar ketebalan lapisan tembaga PCB Heavy Copper konvensional.

Seiring dengan perkembangan bidang energi baru, otomasi industri, dan bidang lainnya menuju daya tinggi dan adaptasi lingkungan ekstrem, PCB Heavy Copper dan PCB dengan lapisan tembaga sangat tebal telah menjadi kunci untuk memenuhi kebutuhan penghantaran arus tinggi dan pendinginan yang kuat. Lingkup aplikasi PCB Heavy Copper juga terus berkembang, mencakup pengendali industri, peralatan energi baru, elektronik otomotif, serta peralatan medis, di mana produk dengan ketebalan tembaga berbeda memiliki skenario adaptasi yang berbeda. PCB ultra-tebal tembaga cocok digunakan dalam kondisi yang lebih ketat.

Untuk sepenuhnya memenuhi persyaratan kinerja listrik, kekuatan mekanis, dan adaptabilitas proses, PCB Heavy Copper biasanya memilih substrat isolasi berbasis FR-4 dengan Tg tinggi (Tg ≥ 150°C). Dalam beberapa skenario, bahan berbasis keramik atau bahan komposit berbasis logam atau bahan poliimida (PI) digunakan untuk meningkatkan ketahanan terhadap panas, konduktivitas termal, dan ketahanan terhadap tegangan mekanis, serta menyesuaikan dengan persyaratan laminasi lapisan tembaga tebal dan operasi pada suhu tinggi.

Keunggulan Utama PCB Heavy Copper

Dalam konteks tuntutan kinerja elektronik yang semakin ketat, PCB Heavy Copper telah menjadi pilihan utama untuk memenuhi persyaratan kinerja listrik, kemampuan pendinginan, keandalan, adaptabilitas lingkungan, ukuran, dan integrasi karena karakteristiknya yang unggul dibandingkan papan sirkuit tembaga biasa. Keunggulan signifikan meliputi:

1. Kapasitas arus dan tegangan yang sangat tinggi

Peningkatan ketebalan foil tembaga secara langsung meningkatkan luas penampang konduktor, memungkinkan PCB Heavy Copper membawa arus dan tegangan yang jauh melampaui PCB biasa. Sebagai contoh, perangkat seperti modul daya industri dan sistem tenaga truk listrik perlu mentransmisikan arus besar (seringkali melebihi 5A). Kabel tembaga biasa (0,5-2 ons) rentan terbakar karena panas berlebih, sedangkan PCB Heavy Copper (terutama di atas 4 ons) dapat mengurangi hambatan dengan meningkatkan ketebalan lapisan tembaga untuk menghindari risiko arus berlebih; pada skenario tegangan tinggi (seperti sistem kontrol daya), struktur fisik tembaga tebal dapat lebih tahan terhadap tekanan medan listrik dan mengurangi risiko kerusakan isolasi.

2. Pendinginan yang sangat baik dan stabilitas termal

Tembaga merupakan material konduktif termal yang sangat baik (konduktivitas termal sekitar 401W/(m・K)), dan lapisan tembaga tebal dapat berfungsi sebagai "saluran pendinginan" yang efisien untuk meningkatkan efisiensi pembuangan panas secara signifikan. Panas yang dihasilkan oleh perangkat berdaya tinggi selama operasi dapat dengan cepat menyebar ke seluruh PCB melalui pad tembaga tebal, sehingga menurunkan suhu sambungan perangkat tersebut (dibandingkan dengan PCB biasa, kenaikan suhu dapat dikurangi sebesar 10-20℃); pada lingkungan siklus suhu (misalnya -40℃~125℃), duktilitas termal lapisan tembaga tebal dapat meredam tegangan termal, mengurangi kerusakan jalur akibat perubahan panas-dingin secara bergantian, serta meningkatkan stabilitas operasi jangka panjang.

3. Keandalan dan kekuatan mekanis tinggi

Struktur fisik Heavy Copper PCB memberikan ketahanan kerusakan yang lebih kuat, terutama untuk skenario dengan persyaratan ketahanan yang ketat. Peningkatan ketebalan lapisan tembaga meningkatkan kekuatan mekanis pada jalur dan via, mampu menahan getaran dan benturan (seperti pada kompartemen mesin mobil, peralatan transportasi rel), serta mengurangi putusnya jalur akibat tegangan mekanis; gaya ikat antara tembaga tebal dan substrat lebih stabil, sehingga mengurangi risiko lapisan tembaga terkelupas selama proses penyolderan, perbaikan, dan sejenisnya, serta menekan risiko kerusakan fungsional.

4. Adaptabilitas luar biasa terhadap lingkungan ekstrem

PCB Heavy Copper menunjukkan toleransi yang lebih tinggi dalam kondisi lingkungan keras, jauh melampaui PCB biasa:

• Tahan suhu tinggi dan rendah: Dapat beroperasi secara stabil dalam kisaran suhu ekstrem -55℃~150℃, cocok untuk penggunaan dalam peralatan dirgantara, kedirgantaraan, dan militer;
  
• Tahan korosi dan penuaan: Tembaga tebal memiliki "margin korosi" yang lebih besar, dan usia pakainya 3-5 kali lebih lama dibandingkan PCB biasa dalam kondisi kelembapan tinggi, semprotan garam (seperti pada peralatan kelautan), dan korosi kimia (seperti pada lingkungan kimia industri);
  
• Anti-gangguan elektromagnetik (EMI): Lapisan ground tembaga tebal dapat mengurangi impedansi, menekan kebisingan lompatan ground, mengurangi gangguan sinyal, serta meningkatkan integritas sinyal frekuensi tinggi/kecepatan tinggi.
  

5. Membantu miniaturisasi peralatan dan optimasi biaya

Dalam desain peralatan berdaya tinggi, Heavy Copper PCB dapat mengalirkan arus besar melalui satu kabel tunggal, menggantikan desain "kabel paralel ganda" pada PCB biasa, sehingga mengurangi jumlah lapisan PCB (misalnya dari 8 lapisan menjadi 6 lapisan), memperkecil ukuran papan, dan mewujudkan miniaturisasi peralatan. Hal ini juga membantu mengurangi jumlah komponen (seperti mengurangi heatsink dan konektor kabel) serta mengoptimalkan biaya keseluruhan sistem. Meskipun biaya manufaktur Heavy Copper PCB lebih tinggi, biaya sepanjang siklus hidupnya lebih rendah.

Keterbatasan Heavy Copper PCB

Meskipun Heavy Copper PCB memiliki keunggulan signifikan dalam kemampuan menghantarkan arus tinggi dan keandalan, sifat material dan proses manufakturnya yang khas juga membawa beberapa keterbatasan yang tidak dapat dihindari. Kekurangan-kekurangan ini membatasi penerapannya dalam skenario tertentu, yang terutama tercermin dalam tiga aspek berikut:

1. Tidak cocok untuk pengkabelan berkepadatan tinggi

Foil tembaga Heavy Copper PCB memiliki ketebalan yang tinggi, sehingga sulit untuk membuat garis tipis dan sempit selama proses etsa, oleh karena itu lebar dan jarak garis harus lebih besar dari 6mil; namun lebar dan jarak garis yang dibutuhkan untuk kabel berkepadatan tinggi seringkali kurang dari 4mil, seperti meminta seorang "pria besar" untuk berjalan lincah di "gang sempit", yang tidak mungkin dilakukan. Oleh karena itu, Heavy Copper PCB hanya dapat digunakan di tempat-tempat seperti modul daya yang tidak menuntut kabel berkepadatan tinggi, dan tidak mampu memenuhi kebutuhan pada skenario seperti motherboard smartphone yang memerlukan transmisi sinyal berkepadatan tinggi.

2. Proses pembuatan sulit

Proses produksi Heavy Copper PCB membutuhkan presisi proses yang jauh lebih tinggi dibandingkan PCB biasa, dan tantangan utamanya terfokus pada:

• Tahap pengetsaan: Semakin tebal foil tembaga, semakin sulit mengontrol penetrasi dan keseragaman reaksi larutan pengetsa, yang rentan menyebabkan masalah seperti tepi garis yang kasar dan penyimpangan lebar garis berlebihan, sehingga memengaruhi kinerja sirkuit;
  
• Tahap laminasi: Setelah pengetsaan, celah kabel semakin besar, dan diperlukan banyak resin untuk mengisi celah tersebut. Jika pengisian tidak mencukupi atau terdapat gelembung udara, akan menyebabkan ikatan antar lapisan PCB yang tidak memadai, dan rentan terhadap pengelupasan selama proses penyolderan atau pemakaian, yang mudah menyebabkan korsleting atau terbukanya sirkuit;
  
• Topeng solder dan perlakuan permukaan: Kedataran permukaan tembaga tebal kurang baik, rentan terjadi masalah seperti ketebalan lapisan tidak merata dan timbul gelembung saat mencetak tinta topeng solder, meningkatkan risiko penyolderan yang buruk pada tahap selanjutnya.
  

Biaya tinggi

Dari segi bahan, jumlah foil tembaga yang digunakan jauh lebih besar dibandingkan PCB biasa. Dari segi proses, proses etching dan laminasi yang kompleks memperpanjang siklus produksi, serta tingkat scrap yang tinggi, semakin mendorong naiknya biaya produksi.

Rekomendasi spesifikasi desain untuk PCB Tembaga Berat

Agar dapat memaksimalkan keunggulan PCB Tembaga Berat, menghindari kesulitan dalam proses manufaktur, serta memastikan kinerjanya, sejumlah spesifikasi yang ditargetkan harus diikuti saat mendesain PCB Tembaga Berat untuk mencapai keseimbangan antara fungsi dan kemampuan manufaktur:

1. Lebar garis minimum tidak boleh kurang dari 0,3 mm untuk menghindari putusnya garis akibat kesulitan etching;
2. Jarak minimum antar jejak (trace) yang berdekatan tidak boleh kurang dari 0,25 mm untuk mencegah korsleting akibat etching yang tidak sempurna;
3. Jarak antara foil tembaga di sekitar lubang tetap dan tepi lubang harus ≥0,4mm, dan tidak boleh ada kawat tipis dalam jarak 1,5mm dari tepi lubang untuk meningkatkan kekuatan mekanis;
4. Jarak antara jalur dan tepi PCB harus ≥3mm (dapat dikurangi menjadi 1,5mm dalam kasus khusus, namun lebar jalur harus ≥1,5mm pada saat itu) untuk menghindari stres tepi yang menyebabkan lepasnya foil tembaga;
5. Jarak antara perangkat daya frekuensi tinggi dan kapasitor besar harus 5mm untuk mengurangi gangguan sinyal;
6. Lebar jalur ground tidak boleh kurang dari 0,5mm, untuk memastikan keandalan grounding dan efisiensi pendinginan;
7. Land tidak boleh langsung terhubung dengan foil tembaga telanjang atau land lainnya untuk mencegah korsleting saat penyolderan;
8. Perlu dirancang struktur pendinginan khusus untuk komponen daya tinggi serta mengadopsi solusi pengekabelan berkepadatan rendah untuk menyesuaikan dengan karakteristik proses tembaga tebal.

Spesifikasi PCB Heavy Copper di LHD TECH

Alasan memilih Linghangda untuk memproduksi PCB Heavy Copper

Dalam bidang produksi PCB Heavy Copper, Linghangda telah menjadi pilihan ideal bagi banyak pelanggan berkat warisan mendalam, kekuatan teknis yang unggul, dan layanan berkualitas tinggi secara menyeluruh. Berikut penjelasan lengkap mengenai alasan-alasan memilih Linghangda:

• Pengalaman kaya:

  Sejak tahun 2003, perusahaan telah terlibat secara mendalam di bidang PCB dan fokus pada teknologi PCB Heavy Copper selama lebih dari 20 tahun. Perusahaan memiliki pengalaman matang dalam berbagai skenario seperti elektronik otomotif dan catu daya industri, serta mampu menyelesaikan secara akurat permasalahan inti seperti arus tinggi dan pendinginan.
  

• Kapasitas produksi kuat:

  bangunan pabrik seluas 20.000 meter persegi, dengan kapasitas produksi bulanan 50.000 meter persegi, dilengkapi dengan peralatan presisi tinggi untuk pengikisan dan penekanan, serta lebih dari 650 profesional yang memastikan pengiriman pesanan yang efisien.
  

• Tim berkualitas tinggi:

  Sebuah tim teknis dengan kualitas profesional yang kuat dan pengalaman praktis yang kaya serta sekelompok pekerja industri garis depan yang telah dilatih secara sistematis dan terampil dalam operasional.
  

• Pengendalian detail:

  Membangun sistem jaminan mutu proses penuh dan meningkatkan daya saing melalui inovasi berkelanjutan;
  

• Kualitas terpercaya:

  Dilengkapi dengan peralatan produksi dan pengujian canggih, seluruh proses mengikuti sistem mutu internasional, serta melalui pengujian ketat seperti AOI dan sinar-X, memastikan produk memenuhi standar IPC dan bebas dari cacat seperti korsleting dan delaminasi.
  

• Layanan Komprehensif:

  Menyediakan layanan satu atap mulai dari desain khusus, produksi efisien hingga dukungan purna jual seumur hidup, mengurangi biaya pelanggan, serta mendampingi selama prosesnya.
  

• Kemampuan pengiriman cepat:

  Mengoptimalkan proses produksi dan penjadwalan sumber daya, secara efisien memajukan proyek, membantu pelanggan mempercepat peluncuran produk ke pasar, serta merebut peluang.
  

Jika Anda mencari mitra untuk produksi PCB Heavy Copper, jangan ragu untuk menghubungi tim penjualan Linghangda kapan saja, dan kami akan segera memberikan rencana penawaran kepada Anda.