Штампани кола са дебелом бакарном фолијом

Шта је Heavy Copper PCB?

Heavy Copper PCB је специјална врста штампане плоче. Као што само име каже, њена главна карактеристика је да дебљина бакарне фолије премашује дебљину код традиционалних плоча. Дебљина бакра на традиционалним штампаним плочама обично је између 0.5 и 2 унци (тј. 17.5 до 70 микрометара), док је код Heavy Copper PCB-а дебљина већа од 2 унце. Када дебљина бакарне фолије достиже 10 унци или више, ова врста плоче се назива Extreme Copper PCB, што је напреднија врста Heavy Copper PCB-а. У неким екстремним случајевима, дебљина бакарне фолије чак може достићи 20 унци (око 700μm), што је значајно веће у односу на стандард дебљине слоја бакра на конвенционалним Heavy Copper PCB плочама.

Kako bi se prilagodila razvoju u oblastima poput nove energije i industrijske automatizacije, koja teži ka visokoj snazi i adaptaciji ekstremnih okolinskih uslova, PCB ploče sa debelim bakrom i izuzetno debele bakarne ploče postale su ključne za zadovoljenje zahteva za prenošenje velikih struja i odlično odvođenje toplote. Oblasti primene PCB ploča sa debelim bakrom se kontinuirano šire i uključuju industrijsku kontrolu, opremu za nove izvore energije, automobilsku elektroniku i medicinsku opremu, pri čemu proizvodi sa različitim debljinama bakra imaju različite primene. PCB ploče sa ultra-debelim bakrom koriste se u još zahtevnijim uslovima.

Kako bi se u potpunosti ispunila zahteva u vezi električnih performansi, mehaničke čvrstoće i prilagodljivosti procesima, Heavy Copper PCB ploče obično biraju izolacione podloge na bazi FR-4 sa visokom tačkom staklenja (Tg ≥ 150°C). U nekim slučajevima koristi se keramički punjenje, metalne kompozitne materijale ili poliimidne (PI) materijale radi poboljšanja otpornosti na toplotu, toplotnu provodljivost i otpornost na mehanički napon, kao i prilagođavanja zahtevima laminiranja slojevima debelog bakra i rada na visokim temperaturama.

Ključne prednosti Heavy Copper PCB-a

U kontekstu sve strožih zahteva u pogledu performansi elektronskih proizvoda, Heavy Copper PCB postao je ključan izbor za ispunjavanje zahteva električnih performansi, odvođenja toplote, pouzdanosti, prilagodljivosti okolini, dimenzija i integracije, zahvaljujući svojim neuporedivim karakteristikama u odnosu na ploče sa običnim debelim bakrom. Njegove značajne prednosti uključuju:

1. Izuzetno visoka nosivost struje i napona

Повећање дебљине фолије од бакра директно повећава површину попречног пресека проводника, што Heavy Copper PCB-овима омогућава да воде струју и напон који значајно премашују оне код обичних PCB-ова. На пример, опрема као што су индустријски модули за напајање и системи за напајање електричних камиона морају да преносе велике струје (често веће од 5А). Обични бакарни проводници (0,5–2 унције) склони су прегревању и прегоревању, док Heavy Copper PCB-ови (посебно они изнад 4 унције) могу да смање отпор са повећањем дебљине слоја бакра, чиме се избегавају ризици од претеране струје; у сценаријима високог напона (као што су системи за контролу електричне енергије), физичка структура дебелог бакра боље издржава напон електричног поља и смањује ризик од квара изолације.

2. Изузетно отпуштање топлоте и термичка стабилност

Bakar je odličan termički provodljiv materijal (termička provodljivost je oko 401W/(m・K)), a debeli sloj bakra može se koristiti kao efikasan "kanal za odvođenje toplote", što značajno poboljšava efikasnost hlađenja. Toplota koja se generiše tokom rada visokonaponskih uređaja može se brzo rasprostraniti na celu PCB ploču putem debelog bakarnog sloja, smanjujući temperaturu spoja uređaja (u poređenju sa standardnim PCB pločama, porast temperature može biti smanjen za 10-20℃); u uslovima ciklične temperature (npr. -40℃~125℃), termička duktilnost debelog bakra može ublažiti termički napon, smanjiti prekidanje traka usled naizmeničnog zagrevanja i hlađenja i poboljšati dugoročnu stabilnost rada.

3. Visoka pouzdanost i mehanička čvrstoća

Fizička struktura PCB-a sa debelim bakrom mu daje veću otpornost na oštećenja, posebno za primene sa strogo definisanim zahtevima pouzdanosti. Povećanje debljine bakarnog sloja povećava mehaničku čvrstoću trase i provodnika, može izdržati vibracije i udare (kao što su motorne prostorije automobila, oprema za železnički saobraćaj) i smanjuje prekide trase izazvane mehaničkim naponom; sila prianjanja između debelog bakra i podloge je stabilnija, a odvajanje bakarnih folija je manje verovatno tokom lemljenja, popravki i drugih procesa, čime se smanjuje rizik od funkcionalnih grešaka.

4. Izuzetna prilagodljivost ekstremnim uslovima

PCB-ovi sa debelim bakrom pokazuju veću izdržljivost u teškim uslovima, daleko višu nego kod standardnih PCB-ova:

• Otpornost na visoke i niske temperature: Može stabilno raditi u ekstremnom temperaturnom opsegu od -55℃ do 150℃, pogodno za primenu u vazduhoplovstvu, svemirskim i vojnim sistemima;
  
• Otpornost na koroziju i starenje: Debela bakarna ploča ima veći "korozioni margin", a njena trajnost je 3-5 puta duža u odnosu na uobičajene štampane ploče u uslovima visoke vlažnosti, slane magle (npr. kod morske opreme) i hemijske korozije (npr. u industrijskoj hemijskoj sredini);
  
• Otpornost na elektromagnetnu interferenciju (EMI): Debeli bakarni sloj za uzemljenje smanjuje impedansu, prigušuje buku odskoka mase, smanjuje smetnje signala i poboljšava integritet signala na visokim frekvencijama/visokim brzinama.
  

5. Pomaže u miniaturizaciji opreme i optimizaciji troškova

U projektovanju energetski zahtevne opreme, PCB ploče sa debelim bakrom mogu da prenose velike električne struje jednim provodnikom, čime se eliminiše potreba za projektovanjem „višestrukih paralelnih žica“ kao kod standardnih PCB ploča. Time se smanjuje broj slojeva PCB ploče (npr. sa 8 na 6 slojeva), smanjuje se veličina ploče i omogućava miniaturizacija opreme. Takođe, smanjuje se broj komponenti (npr. hladnjaka i konektora za žice) i optimizuje se ukupna cena sistema. Iako su proizvodne cene PCB ploča sa debelim bakrom više, ukupna cena tokom veka trajanja je niža.

Ograničenja PCB ploča sa debelim bakrom

Iako PCB ploče sa debelim bakrom imaju značajne prednosti u pogledu prenošenja visokih struja i pouzdanosti, njihova posebna svojstva materijala i proizvodni procesi donose i određena neizbežna ograničenja. Ova nedostatci ograničavaju njihovu primenljivost u određenim situacijama, što se u osnovi ogleda u sledeća tri aspekta:

1. Nije pogodno za visokogustoću žica

Folija od bakra kod Heavy Copper PCB-a je debela, pa je tokom vremena izrade tankih i uskih linija teško postići to, pa širina i razmak linija moraju biti veći od 6mil; ali širina i razmak linija potrebne za visokogustoću žice su često manji od 4mil, upravo kao da tražite od „velikog čovjeka“ da se sagne i prođe kroz „uski prolaz“, što je nemoguće. Stoga, Heavy Copper PCB može se koristiti samo na mestima kao što su moduli napajanja koji ne zahtijevaju gustu žicu, i ne može se nositi sa scenarijima kao što su matične ploče pametnih telefona koje zahtijevaju prenos signala visoke gustine.

2. Težak proizvodni proces

Proces proizvodnje Heavy Copper PCB-a zahtijeva znatno veću preciznost procesa u poređenju sa običnim PCB-om, a ključni izazvi su usredsređeni na sledeće:

• Faza graviranja: Što je deblji bakarni list, to je teže kontrolisati prodor i ravnomernost reakcije gravirnog rastvora, što može dovesti do problema kao što su grub rub linije i preveliko odstupanje širine linije, što utiče na performanse kola;
  
• Faza laminiranja: Nakon graviranja, razmak između provodnika je veliki, pa je potrebno puno smole da bi se popunio taj razmak. Ako popunjavanje nije dovoljno ili ako se pojave vazdušni mehurići, doći će do slabog prianjanja između slojeva štampane ploče, a slojevitost se može pojaviti tokom lemljenja ili upotrebe, što može izazvati kratki spoj ili prekid strujnog kola;
  
• Lak za lemljenje i površinska obrada: Ravnanstvo debelog bakarnog sloja je loše, pa se pri štampanju laka za lemljenje mogu pojaviti problemi kao što su nejednaka prevlaka i mehurići, što povećava rizik od lošeg lemljenja u narednim fazama.
  

Visoki troškovi

U pogledu materijala, količina upotrebljenog bakarnog folija je znatno veća u odnosu na obične štampane ploče. U pogledu obrade, kompleksni procesi hemijskog varenja i laminiranja produžuju proizvodni ciklus, dok je visok procenat otpadnog materijala, što dodatno povećava troškove obrade.

Preporuke za tehničke specifikacije kod teških bakarnih ploča (Heavy Copper PCB)

Kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti teških bakarnih ploča (Heavy Copper PCB), izbegle poteškoće u proizvodnom procesu i obezbedila funkcionalnost, prilikom projektovanja teških bakarnih ploča (Heavy Copper PCB) treba pratiti niz ciljanih specifikacija koje će uskladiti funkcionalnost i proizvodljivost:

1. Minimalna širina trake ne bi trebalo da bude manja od 0,3 mm, kako bi se izbeglo prekidanje trake usled poteškoća tokom hemijskog varenja;
2. Minimalno rastojanje između susednih traka ne bi trebalo da bude manje od 0,25 mm, kako bi se spustila mogućnost kratkog spoja usled nepotpunog hemijskog varenja;
3. Rastojanje između bakarne folije oko fiksne rupe i ivice rupe treba da bude ≥0,4 mm, a unutar 1,5 mm od ivice rupe ne sme biti tankih traka radi povećanja mehaničke čvrstoće;
4. Rastojanje između trake i ivice štampane ploče treba da bude ≥3 mm (u posebnim slučajevima može se smanjiti na 1,5 mm, ali u tom slučaju širina trake treba da bude ≥1,5 mm) kako bi se izbegla otpadnutost bakarne folije usled naponâ na ivici;
5. Rastojanje između uređaja za visokofrekventnu energiju i velikih kondenzatora treba da bude 5 mm kako bi se smanjila interferencija signala;
6. Širina uzemljenja ne sme biti manja od 0,5 mm, radi obezbeđenja pouzdanog uzemljenja i efikasnosti odvođenja toplote;
7. Kontaktne površine ne smeju biti direktno povezane sa otvorenom bakarnom folijom niti sa drugim kontaktima radi sprečavanja kratkog spoja prilikom lemljenja;
8. Za komponente sa visokom snagom potrebno je projektovati posebnu strukturu za odvođenje toplote i primeniti rešenje sa redovima niže gustine radi prilagođavanja karakteristikama procesa sa debelom bakarnom folijom.

Тешка пластина са фолијом од 3 до 12 унци (105 μm~420 μm)

Разлози за избор Linghangda за производњу PCB са дебелом бакарном жицом

У области производње PCB-ова са дебелом бакарном жицом, Linghangda је постала идеалан избор за многе купце због свог дубоког наслеђа, изузетних техничких могућности и свеобухватних висококвалитетних услуга. У наставку су детаљно објашњени сви разлози зашто изабрати Linghangda:

• Богато искуство:

  Од 2003. године, дубоко је ушла у област PCB-ова и фокусирала се на технологију PCB-ова са дебелом бакарном жицом више од 20 година. Има зреле примере у аутомобилској електроници, индустријским напајањима и другим сценаријима и може прецизно решити основне проблеме као што су висока струја и хлађење.
  

• Јака производна моћ:

  20.000 квадратних метара модерних фабричких просторија, са месечном производном способношћу од 50.000 квадратних метара, опремљених прецизним машинама за трављење и пресовање и више од 650 стручњака, како би се осигурала ефикасна испорука наруџбина.
  

• Висококвалитетан тим:

  Технички тим са јаким професионалним особинама и богатим практичним искуством и група радника на првој линији који су систематски обучени и вешти у раду.
  

• Контрола детаља:

  Ус постав систем квалитета у свим процесима и побољшава конкурентност кроз сталне иновације;
  

• Pouzdan kvalitet:

  Опремљен напредном опремом за производњу и тестирање, цео процес прати међународни систем квалитета, а путем строгих тестова као што су AOI и рендген, осигурава да производ одговара IPC стандардима и да нема недостатака као што су кратки спој и слојење.
  

• Kompletni servis:

  Обезбеђује једнократну услугу од прилагођеног дизајна, ефикасне производње до трајне накнадне подршке, смањује трошкове за купце и прати их током целог процеса.
  

• Брза испоручна способност:

  Оптимизује производне процесе и распоред ресурса, ефикасно промовише пројекте, помаже купцима да брзо доведу производе на тржиште и искористе прилике.
  

Ако тражите партнера за производњу тешких бакарних ПЦБ-а, слободно контактирајте наш тим за продажу у било које доба, и одмах ћемо вам доставити план понуде.