Zware koper PCB

Wat is Heavy Copper PCB?

Heavy Copper PCB is een speciaal type printplaat. Zoals de naam al aangeeft, is het kernkenmerk ervan dat de dikte van het koperfolie de dikte van traditionele PBC's te boven gaat. De koperdikte van een traditionele PCB ligt meestal tussen 0,5 en 2 ounces (dat is 17,5 tot 70 micrometer), terwijl de dikte van een Heavy Copper PCB groter is dan 2 ounces. Wanneer de dikte van het koperfolie 10 ounces of meer bereikt, wordt dit type PCB Extreme Copper PCB genoemd, wat een geavanceerde vorm van Heavy Copper PCB is. In sommige uiterste situaties kan de dikte van het koperfolie zelfs 20 ounces (ongeveer 700μm) bereiken, wat ver boven de standaard koperlaagdikte van conventionele Heavy Copper PCB's ligt.

Naarmate nieuwe energie, industriële automatisering en andere sectoren zich ontwikkelen richting hoge vermogens en adaptatie aan extreme omgevingen, zijn Heavy Copper PCB's en uiterst dikke koperen PCB's cruciaal geworden om te voldoen aan de eisen van hoge stroomdichtheid en sterke warmteafvoer. De toepassingsscenario's van Heavy Copper PCB's blijven zich uitbreiden en omvatten onder andere industriële controle, nieuwe energieapparatuur, auto-elektronica en medische apparatuur. Producten met verschillende kopperdiktes hebben verschillende toepassingsgebieden. Ultra-dikke koperen PCB's zijn aangepast voor strengere omstandigheden.

Om aan de eisen op het gebied van elektrische prestaties, mechanische sterkte en procesadaptiviteit te voldoen, worden voor Heavy Copper PCB's meestal isolerende substraatmaterialen op basis van high Tg FR-4 (Tg ≥ 150°C) gekozen. In sommige gevallen worden keramische vulmaterialen, metalen composietmaterialen of polyimide (PI)-materialen gebruikt om de hittebestendigheid, thermische geleidbaarheid en weerstand tegen mechanische spanningen te verbeteren, en om te voldoen aan de eisen voor laminatie met dikke koperlagen en werking bij hoge temperaturen.

Kernvoordelen van Heavy Copper PCB

In een tijd waarin de prestatie-eisen voor elektronische producten steeds strenger worden, is Heavy Copper PCB uitgegroeid tot een sleuteloplossing om te voldoen aan eisen op het gebied van elektrische prestaties, koelvermogen, betrouwbaarheid, omgevingsadaptiviteit, afmetingen en integratie, dankzij zijn unieke kenmerken vergeleken met conventionele dikke koperplaten. De belangrijkste voordelen hiervan zijn:

1. Uitstekende stroom- en spanningsbelastbaarheid

De toename van de dikte van koperfolie verhoogt rechtstreeks het geleiders doorsnede-oppervlak, waardoor Heavy Copper PCB stroom en spanning kan voeren die ver boven die van een gewone PCB uitstijgen. Bijvoorbeeld, apparatuur zoals industriële vermogenselementen en elektrische vrachtauto aandrijfsystemen moet grote stromen transporteren (vaak boven de 5A). Gewone koperdraden (0,5-2 ounces) zijn gevoelig voor beschadiging door oververhitting, terwijl Heavy Copper PCB's (met name boven de 4 ounces) de weerstand kunnen verlagen door de dikte van de koperlaag te vergroten en zo risico's van overstromen te vermijden; in hoogspanningstoepassingen (zoals vermogenbeheerssystemen) kan de fysieke structuur van dikke koper beter bestand zijn tegen elektrische veldbelasting en het risico van isolatieverstoring verminderen.

2. Uitstekende warmteafvoer en thermische stabiliteit

Koper is een uitstekend thermisch geleidend materiaal (de warmtegeleidbaarheid is ongeveer 401W/(m・K)), en de dikke koperlaag kan worden gebruikt als een efficiënt "warmteafvoerkanaal" om de warmteafvoerefficiëntie aanzienlijk te verbeteren. De warmte die door hoogvermogende componenten wordt gegenereerd tijdens bedrijf, kan snel worden verspreid naar de gehele printplaat (PCB) via de dikke koperpad, waardoor de junctietemperatuur van het component daalt (vergeleken met gewone PCB's kan de temperatuurstijging met 10-20℃ worden verlaagd); in een temperatuurwisselomgeving (zoals -40℃~125℃) kan de thermische ductiliteit van dikke koper thermische spanning verminderen, breuk van leidingen door afwisselend warm en koud veroorzaakt voorkomen, en de langdurige bedrijfsstabiliteit verbeteren.

3. Hoge betrouwbaarheid en mechanische sterkte

De fysieke structuur van Heavy Copper PCB verleent het een grotere weerstand tegen beschadiging, met name voor scenario's met strikte betrouwbaarheidseisen. De toename van de dikte van de koperlaag verhoogt de mechanische sterkte van de printbanen en via's, waardoor het bestand is tegen trillingen en schokken (zoals bijvoorbeeld in motorcompartimenten van auto's en spoorwegtransportapparatuur), en verminderde draadbreuken veroorzaakt door mechanische spanning; de hechtkracht tussen dik koper en de basis is stabiel, waardoor koperfolie minder snel loskomt tijdens lasprocessen, herwerkingsprocessen en dergelijke, wat het risico op functionele defecten vermindert.

4. Uitstekende aanpasbaarheid aan extreme omgevingen

Heavy Copper PCB's tonen zich beter in staat om in ruwe omgevingen te functioneren, veel beter dan gewone PCB's:

• Bestand tegen hoge en lage temperaturen: Het kan stabiel werken binnen het extreme temperatuurbereik van -55℃~150℃, geschikt voor gebruik in lucht- en ruimtevaart en militaire apparatuur;
  
• Corrosie- en verouderingsbestendig: Dik koper heeft een grotere "corrosiemarge" en een levensduur die 3 tot 5 keer langer is dan die van gewone printplaten in hoge vochtigheid, zoutnevel (zoals maritieme apparatuur) en chemische corrosie (zoals in industriële chemische omgevingen);
  
• Elektromagnetische interferentiebestendigheid (EMI): Een dikke koperen aardlaag vermindert de impedantie, onderdrukt ruis door aardingsjump, vermindert signaalinterferentie en verbetert de signaalintegriteit bij hoge frequenties/hoge snelheden.
  

5. Draagt bij aan de miniaturisatie van apparatuur en kostenoptimalisatie

Bij de ontwerpen van hoogvermogende apparatuur kunnen Heavy Copper PCB's grote stromen door een enkele draad geleiden, waardoor het ontwerp met 'meerdere parallelle draden' van gewone PCB's vervangen wordt. Hierdoor kan het aantal PCB-lagen verminderd worden (bijvoorbeeld van 8 naar 6 lagen), de grootte van de printplaat verkleint worden en de miniaturisatie van de apparatuur gerealiseerd worden. Ook helpt dit bij het verminderen van het aantal componenten (bijvoorbeeld koellichamen en draadconnectoren) en het optimaliseren van de totale systeemkosten. Hoewel de productiekosten van Heavy Copper PCB's hoger zijn, zijn de levenscycluskosten lager.

Beperkingen van Heavy Copper PCB

Hoewel Heavy Copper PCB aanzienlijke voordelen biedt op het gebied van hoge stroomvoerende capaciteit en betrouwbaarheid, brengen de unieke materiaaleigenschappen en productieprocessen ook onvermijdbare beperkingen met zich mee. Deze nadelen beperken de toepasbaarheid in specifieke scenario's, voornamelijk op de volgende drie vlakken:

1. Niet geschikt voor hoogdichtheid verdraad

Het koperfolie van Heavy Copper PCB is dik, waardoor het lastig is om dunne en smalle lijnen te maken tijdens het etsen. Daarom moeten de lijnbreedte en afstand groter zijn dan 6 mil. Maar de lijnbreedte en afstand die nodig zijn voor hoogdichtheidverwiring zijn vaak minder dan 4 mil, wat lijkt op het vragen aan een "grote kerel" om soepel door een "smalle steeg" te lopen, en dat is onmogelijk. Daarom kan Heavy Copper PCB alleen worden gebruikt op plaatsen zoals vermogensmodules die geen dichte bedrading vereisen, maar is het niet geschikt voor toepassingen zoals smartphone moederborden waar hoogdichtheid signaaloverdracht nodig is.

2. Moeilijk productieproces

Het productieproces van Heavy Copper PCB vereist veel hogere precisie dan een gewone PCB. De kernuitdagingen zijn geconcentreerd op:

• Etsfase: Hoe dikker het koperfolie, hoe moeilijker het is om de doordringing en reactie-uniformiteit van de etsvloeistof te controleren, wat vatbaar is voor problemen zoals ruwe lijnranden en te grote lijnbreedte-afwijkingen, waardoor de circuitprestaties worden beïnvloed;
  
• Lamineerfase: Na het etsen is de bedradingsspleet groot, waardoor een groot aantal hars nodig is om de spleet op te vullen. Als de vuling onvoldoende is of er zich luchtbelletjes bevinden, leidt dit tot onvoldoende hechting tussen de PCB-lagen, waarbij scheiding gemakkelijk optreedt tijdens het solderen of gebruik, wat kortsluiting of onderbreking kan veroorzaken;
  
• Soldermasker en oppervlaktebehandeling: De platheid van het dikke koperoppervlak is slecht, en problemen zoals ongelijkmatige coating en luchtbelletjes kunnen zich voordoen bij het afdrukken van soldermaskerinkt, waardoor het risico op slecht solderen in latere stadia toeneemt.
  

Hoge kosten

Wat betreft materialen, is de hoeveelheid gebruikte koperfolie veel groter dan bij gewone PCB's. Wat betreft de verwerking, verlengen de complexe ets- en laminaatprocessen de productietijd, terwijl het afvalpercentage hoog is, wat de verwerkingskosten verder opdrijft.

Aanbevelingen voor ontwerpspecificaties voor Heavy Copper PCB

Om de voordelen van Heavy Copper PCB volledig te benutten, productieproblemen te voorkomen en de prestaties te garanderen, dient men bij het ontwerpen van Heavy Copper PCB een reeks gerichte specificaties te volgen om functie en vervaardigbaarheid in balans te houden:

1. De minimale lijnbreedte mag niet kleiner zijn dan 0,3 mm, om lijnbreuk door etsmoeilijkheden te voorkomen;
2. De minimale afstand tussen aangrenzende banen mag niet kleiner zijn dan 0,25 mm, om kortsluiting door onvolledig ten te voorkomen;
3. De afstand tussen de koperfolie rond de bevestigingsopening en de rand van de opening moet ≥0,4 mm zijn, en binnen 1,5 mm van de rand van de opening mag geen dunne draad aanwezig zijn om de mechanische sterkte te verhogen;
4. De afstand tussen de geleiderbaan en de rand van de PCB moet ≥3 mm zijn (in speciale gevallen kan dit worden versoepeld tot 1,5 mm, maar de breedte van de geleiderbaan moet op dat moment ≥1,5 mm zijn), om te voorkomen dat koperfolie losraakt door randspanningen;
5. De afstand tussen hoogfrequente vermogenselementen en grote condensatoren dient 5mm te zijn om signaalinterferentie te verminderen;
6. De breedte van de aardingslijn mag niet kleiner zijn dan 0,5 mm, om een betrouwbare aarding en efficiënte warmteafvoer te garanderen;
7. De landjes mogen niet direct worden verbonden met blote koperfolie of andere landjes om te voorkomen dat er kortsluiting ontstaat tijdens het solderen;
8. Voor componenten met een hoog vermogen moet een speciale warmteafvoerconstructie worden ontworpen en moet een oplossing met een lage bedradingdichtheid worden toegepast, om de eigenschappen van het dikke koperproces te kunnen ondersteunen.

Specificatie van zware koperprintplaat bij LHD TECH

Redenen om Linghangda te kiezen voor de productie van Heavy Copper PCB's

Binnen het domein van de productie van Heavy Copper PCB's is Linghangda met zijn diepe erfenis, uitstekende technische kracht en alomvattende hoogwaardige diensten de ideale keuze geworden voor veel klanten. Hieronder volgt een gedetailleerde uitleg van alle redenen om voor Linghangda te kiezen:

• Rijke ervaring:

  Sinds 2003 is het diep betrokken geweest bij het PCB-domein en heeft het zich meer dan 20 jaar gericht op Heavy Copper PCB-technologie. Het beschikt over ervaren cases in de auto-elektronica, industriële voeding en andere scenario's, en kan kernproblemen zoals hoge stroom en warmteafvoer nauwkeurig oplossen.
  

• Sterke productiecapaciteit:

  20.000 vierkante meter moderne fabriekshallen, met een maandelijkse productiecapaciteit van 50.000 vierkante meter, uitgerust met hoogwaardige ets- en persapparatuur en meer dan 650 professionals om een efficiënte levering van orders te garanderen.
  

• Hoogwaardig team:

  Een technisch team met sterke professionele kwaliteiten en rijke praktijkervaring, en een groep industriearbeiders uit de eerste linie die systematisch zijn getraind en gespecialiseerd zijn in bediening.
  

• Detailbeheersing:

  Stel een volledig proceskwaliteitborgingssysteem op en verbeter de concurrentiepositie via continue innovatie;
  

• Betrouwbare kwaliteit:

  Voorzien van geavanceerde productie- en testapparatuur, het volledige proces volgt het internationale kwaliteitssysteem, en via strikte tests zoals AOI en röntgenstraling wordt gegarandeerd dat het product voldoet aan IPC-standaarden en vrij is van defecten zoals kortsluiting en delaminatie.
  

• Algemene service:

  Bieden een oplossing in één stap, van op maat gemaakt ontwerp, efficiënte productie tot levenslange naserviceondersteuning, vermindert de kosten voor klanten en begeleidt gedurende het hele proces.
  

• Snelle levertijd:

  Optimaliseer productieprocessen en resourcescheduling, bevorder efficiënt projecten, help klanten snel producten op de markt te brengen en kansen te behalen.
  

Als u op zoek bent naar een partner voor de productie van Heavy Copper PCB's, kunt u te allen tijde contact opnemen met het verkoopsteam van Linghangda. Wij stellen dan onmiddellijk een offerteplan voor u op.