PCB cu Straturi Groase de Cupru

Ce este PCB Cu Gros?

PCB Cu Gros este un tip special de placă de circuit imprimat. După cum îi spune și numele, caracteristica sa principală este faptul că grosimea foliei de cupru depășește aceea a PCB-urilor tradiționale. Grosimea cuprului pentru PCB-ul tradițional este de obicei între 0,5 și 2 uncii (adică 17,5 - 70 de microni), în timp ce la PCB-ul Cu Gros grosimea este mai mare de 2 uncii. Atunci când grosimea foliei de cupru atinge 10 uncii sau mai mult, acest tip de PCB este denumit PCB Cu Cupru Extrem, care este un tip avansat de PCB Cu Gros. În unele situații extreme, grosimea foliei de cupru poate ajunge chiar la 20 uncii (aproximativ 700 μm), depășind cu mult standardul grosimii stratului de cupru al PCB-ului Cu Gros convențional.

Pe măsură ce domeniile energiei noi, automatizării industriale și altele se dezvoltă în direcția unei puteri mai mari și adaptării la medii extreme, PCB-urile cu cupru gros (Heavy Copper PCB) și PCB-urile cu cupru extrem de gros s-au dovedit a fi esențiale pentru a satisface cerințele privind capacitatea mare de transport a curentului și disiparea eficientă a căldurii. Scenariile de aplicare a PCB-urilor cu cupru gros se extind continuu și includ controlul industrial, echipamentele pentru energie nouă, electronica auto și echipamentele medicale, iar produsele cu diferite grosimi ale cuprului se adaptează la scenarii distincte. PCB-urile cu cupru ultra-gros sunt adaptate unor condiții și mai riguroase.

Pentru a satisface în mod cuprinzător cerințele privind performanța electrică, rezistența mecanică și adaptabilitatea procesului, PCB-urile cu cupru gros aleg de obicei substraturi izolante pe bază de FR-4 cu Tg ridicat (Tg ≥ 150°C). În unele scenarii, se utilizează materiale ceramice de umplutură sau materiale compozite pe bază de metal sau materiale din poliimidă (PI) pentru a îmbunătăți rezistența la căldură, conductivitatea termică și rezistența la stres mecanic, adaptându-se cerințelor privind laminarea straturilor groase de cupru și funcționarea la temperaturi înalte.

Avantajele principale ale PCB-urilor cu cupru gros

În contextul în care cerințele tot mai stricte privind performanța produselor electronice devin din ce în ce mai importante, PCB-urile cu cupru gros s-au dovedit a fi o alegere cheie pentru a satisface cerințele privind performanța electrică, disiparea căldurii, fiabilitatea, adaptabilitatea la mediu, dimensiune și integrare, datorită caracteristicilor lor superioare față de plăcile obișnuite cu circuit imprimat. Avantajele semnificative includ:

1. Capacitate excepțională de a suporta curenți și tensiuni

Creșterea grosimii foliei de cupru mărește direct aria secțiunii transversale a conductorului, permițând plăcilor cu cupru gros (Heavy Copper PCB) să transporte curenți și tensiuni mult mai mari decât plăcile obișnuite. De exemplu, echipamente precum modulele de putere industriale și sistemele de alimentare pentru camioane electrice trebuie să transmită curenți mari (adesea peste 5A). Fierele obișnuite de cupru (0,5-2 uncii) sunt predispuse la arsuri din cauza suprasolicitării termice, în timp ce plăcile cu cupru gros (mai ales peste 4 uncii) pot reduce rezistența prin creșterea grosimii stratului de cupru, evitând riscurile legate de supracurenți; în scenariile de înaltă tensiune (de exemplu, sistemele de control electric), structura fizică a cuprului gros poate rezista mai bine solicitărilor electrice și poate reduce riscul de străpungere a izolației.

2. Disipare excelentă a căldurii și stabilitate termică

Cuprul este un material excelent conductor termic (conductivitatea termică este de aproximativ 401W/(m・K)), iar stratul gros de cupru poate fi utilizat ca un "canal de disipare a căldurii" eficient, îmbunătățind semnificativ eficiența disipării termice. Căldura generată de dispozitivele de putere în timpul funcționării poate fi rapid distribuită către întreaga PCB prin pad-ul gros de cupru, reducând temperatura de joncțiune a dispozitivului (comparativ cu PCB-urile obișnuite, creșterea de temperatură poate fi redusă cu 10-20℃); într-un mediu cu ciclu de temperatură (de exemplu, -40℃~125℃), ductilitatea termică a cuprului gros poate reduce stresul termic, poate diminua ruperea liniilor cauzată de alternanța cald/rece și poate îmbunătăți stabilitatea pe termen lung a funcționării.

3. Fiabilitate și rezistență mecanică ridicate

Structura fizică a PCB-urilor cu cupru gros îi conferă o rezistență mai mare la deteriorare, în special pentru scenarii cu cerințe stricte de fiabilitate. Creșterea grosimii stratului de cupru mărește rezistența mecanică a traseelor și a viilor, poate suporta vibrații și șocuri (de exemplu, comparatoare de motor auto, echipamente de transport feroviar), reducând întreruperile cauzate de stresul mecanic; forța de aderență dintre cuprul gros și substrat este mai stabilă, iar desprinderea foliei de cupru este mai puțin probabilă în procesele de sudare, reparații etc., reducând riscul defectelor funcționale.

4. Adaptabilitate excelentă la medii extreme

PCB-urile cu cupru gros demonstrează o toleranță mai mare în condiții dificile, depășind cu mult PCB-urile obișnuite:

• Rezistență la temperaturi extreme: Poate funcționa stabil în intervalul larg de temperaturi de -55℃~150℃, fiind potrivită pentru scenarii de utilizare în echipamente aeronautice și militare;
  
• Rezistență la coroziune și îmbătrânire: Cuprul gros are un "margine de coroziune" mai mare, iar durata sa de funcționare este de 3-5 ori mai mare decât a PCB-urilor obișnuite în condiții de înaltă umiditate, spray salin (de exemplu, echipamente marine) și coroziune chimică (de exemplu, medii chimice industriale);
  
• Protecție împotriva interferențelor electromagnetice (EMI): Stratul de împământare din cupru gros poate reduce impedanța, suprimă zgomotul de rebote al masei, reduce interferențele de semnal și îmbunătățește integritatea semnalelor de înaltă frecvență/viteză.
  

5. Ajută la miniaturizarea echipamentelor și optimizarea costurilor

În proiectarea echipamentelor de mare putere, PCB-urile cu grosime mare de cupru pot conduce curenți mari printr-un singur conductor, înlocuind proiectarea cu "mai mulți conductori în paralel" utilizată în PCB-urile obișnuite, reducând astfel numărul de straturi ale PCB-ului (de exemplu, de la 8 straturi la 6 straturi), dimensiunea plăcii și realizând miniaturizarea echipamentului. De asemenea, contribuie la reducerea numărului de componente (de exemplu, reducerea radiatorilor și a conectorilor de sârmă) și la optimizarea costului total al sistemului. Deși costul de producție al PCB-urilor cu grosime mare de cupru este mai ridicat, costul pe întreaga durată de viață este mai scăzut.

Limitările PCB-urilor cu grosime mare de cupru

Deși PCB-urile cu grosime mare de cupru au avantaje semnificative în ceea ce privește capacitatea de a conduce curenți mari și fiabilitatea, proprietățile specifice ale materialelor și procesele de fabricație aduc și unele limitări inerente. Aceste deficiențe limitează aplicabilitatea lor în anumite scenarii, reflectate în principal în următoarele trei aspecte:

1. Nu este potrivit pentru cablaj de înaltă densitate

Folia de cupru a PCB-ului cu cupru gros este groasă, iar în timpul etanșării este dificil de realizat linii subțiri și înguste, astfel încât lățimea și distanța dintre linii trebuie să fie mai mari de 6 mil; totuși, lățimea și distanța dintre linii necesare pentru cablarea de mare densitate sunt adesea mai mici de 4 mil, asemănător cu a cere unui "tip mare" să meargă flexibil printr-o "alee îngustă", ceea ce este imposibil. Prin urmare, PCB-ul cu cupru gros poate fi utilizat doar în locuri precum modulele de alimentare care nu urmăresc cablarea densă, dar nu este potrivit pentru scenarii cum ar fi plăcile de bază ale smartphone-urilor, care necesită transmisie de semnal de mare densitate.

2. Proces dificil de fabricație

Procesul de producție al PCB-ului cu cupru gros necesită o precizie mult mai ridicată decât PCB-ul obișnuit, iar provocările principale se concentrează în:

• Etapa de gravare: Cu cât este mai groasă folia de cupru, cu atât este mai dificil de controlat pătrunderea și uniformitatea reacției soluției de gravare, ceea ce duce la probleme precum margini neregulate ale liniilor și abateri excesive ale lățimii liniilor, afectând performanța circuitului;
  
• Etapa de laminare: După gravare, spațiul dintre trasee este mare, fiind necesară o cantitate mare de rășină pentru a umple spațiul. Dacă umplutura este insuficientă sau există bule de aer, va duce la o lipire necorespunzătoare între straturile PCB, iar stratificarea poate apărea ușor în timpul sudării sau utilizării, ceea ce poate cauza scurtcircuite sau întreruperi;
  
• Mască de lipire și tratament superficial: Planitatea suprafeței de cupru gros este slabă, iar la imprimarea tencuielii de mască de lipire apar frecvent probleme precum acoperire neuniformă și formare de bule, ceea ce crește riscul unei sudări necorespunzătoare în etapele următoare.
  

Cost ridicat

În ceea ce privește materialele, cantitatea de folie de cupru utilizată este mult mai mare decât în cazul PCB-urilor obișnuite. Din punct de vedere al procesării, etajele complexe de gravare și laminare prelungesc ciclul de producție, iar rata de rebut este ridicată, ceea ce duce la creșterea costurilor de procesare.

Recomandări privind specificațiile de proiectare pentru PCB cu strat gros de cupru

Pentru a valorifica pe deplin avantajele PCB-urilor cu strat gros de cupru, pentru a evita dificultățile legate de procesul de fabricație și pentru a asigura performanța, ar trebui urmate o serie de specificații specifice în timpul proiectării PCB-urilor cu strat gros de cupru, astfel încât să se realizeze un echilibru între funcționalitate și capacitatea de fabricație:

1. Lățimea minimă a traseului nu ar trebui să fie mai mică de 0,3 mm pentru a evita ruperea traseului din cauza dificultăților de gravare;
2. Spațiul minim dintre traseele adiacente nu ar trebui să fie mai mic de 0,25 mm pentru a preveni scurtcircuitul cauzat de gravarea incompletă;
3. Distanța dintre folia de cupru din jurul găurii fixe și marginea găurii trebuie să fie ≥0,4 mm, iar în interiorul a 1,5 mm de marginea găurii nu trebuie să existe fire subțiri pentru a crește rezistența mecanică;
4. Distanța dintre traseu și marginea PCB-ului trebuie să fie ≥3 mm (în cazuri speciale poate fi redusă la 1,5 mm, dar în acest caz lățimea traseului trebuie să fie ≥1,5 mm) pentru a evita ca efortul mecanic de la margine să determine desprinderea foliei de cupru;
5. Distanța dintre dispozitivele de alimentare cu înaltă frecvență și condensatorii mari ar trebui să fie de 5 mm pentru a reduce interferențele semnalului;
6. Lățimea liniei de masă nu trebuie să fie mai mică de 0,5 mm, pentru a asigura fiabilitatea conexiunii la masă și eficiența disipării căldurii;
7. Placa de contact nu trebuie să fie conectată direct la folia de cupru expusă sau la alte plăci de contact pentru a preveni scurtcircuitul la lipire;
8. Este necesar să se proiecteze o structură dedicată de disipare a căldurii pentru componentele de putere mare și să se adopte o soluție de cablare cu densitate redusă pentru a se adapta caracteristicilor procesului de cupru gros.

Specificația PCB cu Cupru Greu la LHD TECH

Motive pentru a alege Linghangda pentru producția PCB cu trasee de cupru groase

În domeniul producției PCB cu trasee de cupru groase, Linghangda s-a impus ca alegere ideală pentru mulți clienți datorită experienței sale solide, expertizei tehnice excelente și serviciilor de înaltă calitate oferite integral. Mai jos sunt prezentate în detaliu toate motivele pentru care să alegeți Linghangda:

• Experiență vastă:

  Din anul 2003 este implicată în domeniul PCB și s-a concentrat pe tehnologia PCB cu trasee de cupru groase timp de peste 20 de ani. Compania dispune de cazuri maturizate în aplicații precum electronica auto și sursele industriale de alimentare, putând rezolva cu acuratețe probleme esențiale precum înaltă curentă și disiparea căldurii.
  

• Capacitate puternică de producție:

  spații industriale moderne pe 20.000 mp, cu o capacitate lunară de producție de 50.000 mp, echipate cu utilaje precise pentru corodare și presare, precum și peste 650 de profesioniști, garantând livrarea eficientă a comenzilor.
  

• Echipă de înaltă calitate:

  O echipă tehnică cu calități profesionale solide și o experiență practică bogată, precum și un grup de muncitori industriali de linia întâi care au fost instruiți sistematic și sunt experimentați în operațiuni.
  

• Controlul detaliilor:

  Se stabilește un sistem complet de asigurare a calității și se îmbunătățește competitivitatea prin inovare continuă;
  

• Calitate de încredere:

  Este echipat cu utilaje avansate de producere și testare, întregul proces urmând sistemul internațional de calitate, iar prin teste stricte, cum ar fi AOI și raze X, se asigură faptul că produsul respectă standardele IPC și nu prezintă defecte precum scurtcircuit sau delaminare.
  

• Serviciu Complet:

  Oferă un serviciu complet, de la proiectare personalizată, producție eficientă până la asistență post-vânzare permanentă, reduce costurile pentru clienți și îi însoțește pe parcursul întregului proces.
  

• Capacitate rapidă de livrare:

  Optimizează procesele de producție și programarea resurselor, promovează eficient proiectele, ajută clienții să lanseze rapid produsele pe piață și să captureze oportunitățile.
  

Dacă sunteți în căutarea unui partener pentru producția de PCB-uri cu Cupru Greu, nu ezitați să contactați echipa de vânzări Linghangda, iar noi vă vom trimite imediat o ofertă de preț.