PCB Copper nặng

Heavy Copper PCB là gì?

Heavy Copper PCB là một loại đặc biệt của bảng mạch in. Như tên gọi của nó, đặc điểm cốt lõi là độ dày của lớp đồng vượt quá độ dày của PCB truyền thống. Độ dày đồng trên PCB thông thường thường dao động từ 0,5 đến 2 ounce (tức là từ 17,5 đến 70 micrômét), trong khi độ dày đồng trên Heavy Copper PCB lớn hơn 2 ounce. Khi độ dày của lớp đồng đạt tới 10 ounce hoặc hơn, loại PCB này được gọi là Extreme Copper PCB, đây là phiên bản cao cấp hơn của Heavy Copper PCB. Trong một số trường hợp đặc biệt, độ dày lớp đồng có thể lên tới 20 ounce (khoảng 700μm), vượt xa tiêu chuẩn độ dày lớp đồng của loại Heavy Copper PCB thông thường.

Khi các lĩnh vực như năng lượng mới, tự động hóa công nghiệp ngày càng phát triển theo hướng công suất cao và thích nghi với môi trường khắc nghiệt, các loại PCB lõi đồng dày (Heavy Copper PCB) và PCB đồng cực dày (extremely thick copper PCBs) đã trở thành chìa khóa để đáp ứng nhu cầu dẫn điện cao và tản nhiệt mạnh. Các kịch bản ứng dụng của Heavy Copper PCB cũng không ngừng mở rộng, bao gồm điều khiển công nghiệp, thiết bị năng lượng mới, điện tử ô tô và thiết bị y tế; các sản phẩm với độ dày đồng khác nhau sẽ phù hợp với các kịch bản ứng dụng riêng biệt. PCB đồng siêu dày được thiết kế để thích nghi với các điều kiện khắc nghiệt hơn.

Để đáp ứng toàn diện các yêu cầu về hiệu năng điện, độ bền cơ học và khả năng thích ứng quy trình, các bảng mạch Heavy Copper PCB thường lựa chọn các lớp nền cách điện dựa trên FR-4 có nhiệt độ chuyển thủy tinh cao (Tg ≥ 150°C). Trong một số trường hợp, các vật liệu nền gốm, vật liệu composit kim loại hoặc vật liệu polyimide (PI) được sử dụng để tăng cường khả năng chịu nhiệt, dẫn nhiệt và chống ứng suất cơ học, đồng thời phù hợp với yêu cầu ép lớp đồng dày và vận hành ở nhiệt độ cao.

Những Ưu Điểm Cốt Lõi Của Heavy Copper PCB

Trong bối cảnh các yêu cầu ngày càng khắt khe về hiệu năng của sản phẩm điện tử, Heavy Copper PCB đã trở thành một lựa chọn then chốt để đáp ứng các yêu cầu về hiệu năng điện, khả năng tản nhiệt, độ tin cậy, khả năng thích ứng môi trường, kích thước và mức độ tích hợp nhờ vào những đặc tính vượt trội so với các bảng mạch đồng thông thường. Những ưu điểm nổi bật của nó bao gồm:

1. Khả năng chịu tải dòng điện và điện áp cực cao

Việc tăng độ dày của lá đồng trực tiếp làm tăng diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn, cho phép bảng mạch Heavy Copper PCB truyền tải dòng điện và điện áp vượt xa so với bảng mạch PCB thông thường. Ví dụ, các thiết bị như mô-đun nguồn công nghiệp và hệ thống điện trên xe tải điện cần truyền tải dòng điện lớn (thường vượt quá 5A). Các dây dẫn bằng đồng thông thường (0,5-2 ounce) dễ bị cháy do quá nhiệt, trong khi các bảng mạch Heavy Copper PCB (đặc biệt là loại trên 4 ounce) có thể giảm điện trở bằng cách tăng độ dày lớp đồng để tránh rủi ro do quá dòng; trong các tình huống điện áp cao (như hệ thống điều khiển điện), cấu trúc vật lý của lớp đồng dày có khả năng chịu đựng tốt hơn lực căng điện trường và giảm nguy cơ đánh thủng cách điện.

2. Khả năng tản nhiệt vượt trội và độ ổn định nhiệt cao

Đồng là vật liệu dẫn nhiệt tuyệt vời (độ dẫn nhiệt khoảng 401W/(m・K)), và lớp đồng dày có thể được sử dụng như một "kênh tản nhiệt" hiệu quả, cải thiện đáng kể hiệu suất tản nhiệt. Nhiệt sinh ra trong quá trình vận hành của các thiết bị công suất lớn có thể nhanh chóng được khuếch tán đến toàn bộ PCB thông qua lớp đệm đồng dày, làm giảm nhiệt độ tiếp điểm của thiết bị (so với PCB thông thường, mức tăng nhiệt có thể giảm từ 10-20℃); trong môi trường chu kỳ nhiệt độ (ví dụ như -40℃~125℃), độ dẻo nhiệt của lớp đồng dày có thể làm giảm ứng suất nhiệt, giảm thiểu hiện tượng đứt đường mạch do giãn nở nhiệt lạnh lặp đi lặp lại, từ đó nâng cao độ ổn định hoạt động lâu dài.

3. Độ tin cậy cao và độ bền cơ học

Cấu trúc vật lý của PCB Copper Dày giúp nó có khả năng chống hư hỏng tốt hơn, đặc biệt là trong các tình huống yêu cầu độ tin cậy cao. Việc tăng độ dày của lớp đồng làm tăng độ bền cơ học của đường mạch và lỗ via, có thể chịu đựng được rung động và va đập (chẳng hạn như trong khoang động cơ ô tô, thiết bị vận chuyển đường sắt), và giảm tình trạng đứt mạch do ứng suất cơ học; lực bám dính giữa lớp đồng dày và nền ổn định hơn, giúp giảm nguy cơ bong tróc lá đồng trong các quy trình hàn, sửa chữa, v.v., từ đó làm giảm rủi ro khuyết tật chức năng.

4. Khả năng thích nghi vượt trội với môi trường khắc nghiệt

PCB Copper Dày thể hiện khả năng chịu đựng tốt hơn trong môi trường khắc nghiệt, vượt xa PCB thông thường:

• Chịu được nhiệt độ cao và thấp: Có thể hoạt động ổn định trong dải nhiệt độ cực đoan từ -55℃~150℃, phù hợp với các tình huống sử dụng trong thiết bị hàng không vũ trụ và quân sự;
  
• Chống ăn mòn và lão hóa: Đồng dày có "biên độ chống ăn mòn" lớn hơn, tuổi thọ dài hơn gấp 3-5 lần so với các bo mạch PCB thông thường trong điều kiện độ ẩm cao, phun muối (ví dụ như thiết bị hàng hải), và ăn mòn hóa học (ví dụ như môi trường hóa chất công nghiệp);
  
• Chống nhiễu điện từ (EMI): Lớp tiếp địa bằng đồng dày có thể giảm trở kháng, kìm chế tiếng ồn do dao động điện áp, giảm can thiệp tín hiệu, cải thiện độ toàn vẹn của tín hiệu cao tần/tốc độ cao.
  

5. Giúp thiết bị gọn nhẹ và tối ưu chi phí

Trong thiết kế thiết bị công suất lớn, PCB lớp đồng dày (Heavy Copper PCB) có thể dẫn dòng điện lớn qua một sợi dây đơn, thay thế thiết kế "nhiều dây song song" trên PCB thông thường, từ đó giảm số lớp PCB (ví dụ từ 8 lớp xuống còn 6 lớp), thu nhỏ kích thước bo mạch, giúp thiết bị được thu gọn. Ngoài ra, còn giúp giảm số lượng linh kiện (ví dụ như giảm bộ tản nhiệt và đầu nối dây) và tối ưu hóa chi phí tổng thể của hệ thống. Mặc dù chi phí sản xuất PCB lớp đồng dày cao hơn, nhưng tổng chi phí trong suốt vòng đời lại thấp hơn.

Hạn chế của PCB lớp đồng dày (Heavy Copper PCB)

Mặc dù PCB lớp đồng dày (Heavy Copper PCB) có ưu điểm vượt trội về khả năng dẫn dòng lớn và độ tin cậy, nhưng các đặc tính vật liệu và quy trình sản xuất đặc biệt của nó cũng gây ra một số hạn chế không thể tránh khỏi. Những điểm yếu này làm giảm tính ứng dụng của nó trong những trường hợp cụ thể, chủ yếu thể hiện ở ba khía cạnh sau:

1. Không phù hợp với việc bố trí dây dẫn mật độ cao

Lớp lá đồng của PCB đồng dày tương đối dày, khó tạo các đường nét mảnh và hẹp trong quá trình ăn mòn, do đó độ rộng và khoảng cách giữa các đường cần lớn hơn 6mil; nhưng yêu cầu về độ rộng và khoảng cách đường nét cho bố trí dây dẫn mật độ cao thường nhỏ hơn 4mil, giống như việc yêu cầu một "người to lớn" di chuyển linh hoạt trong một con hẻm hẹp, điều này là không thể. Do đó, PCB đồng dày chỉ có thể được sử dụng ở những nơi như các module nguồn không yêu cầu bố trí dây dẫn mật độ cao, mà không thể đáp ứng được các tình huống như bo mạch chủ điện thoại thông minh đòi hỏi truyền tín hiệu mật độ cao.

2. Quy trình sản xuất phức tạp

Quy trình sản xuất PCB đồng dày đòi hỏi độ chính xác kỹ thuật cao hơn nhiều so với PCB thông thường, các thách thức cốt lõi tập trung vào:

• Giai đoạn ăn mòn: Lớp đồng càng dày thì dung dịch ăn mòn càng khó kiểm soát độ thâm nhập và độ đồng đều của phản ứng, dễ xảy ra các vấn đề như mép đường mạch thô ráp, sai lệch chiều rộng đường mạch quá mức, ảnh hưởng đến hiệu suất mạch;
  
• Giai đoạn ép lớp: Sau khi ăn mòn, khoảng trống giữa các đường mạch lớn, đòi hỏi lượng nhựa lớn để lấp đầy khoảng trống. Nếu không lấp đầy hoặc xuất hiện bong bóng khí sẽ dẫn đến độ bám dính giữa các lớp PCB không đủ, dễ xảy ra hiện tượng tách lớp trong quá trình hàn hoặc sử dụng, gây ra ngắn mạch hoặc đứt mạch;
  
• Lớp phủ chống hàn và xử lý bề mặt: Độ phẳng của bề mặt đồng dày kém, dễ xảy ra các vấn đề như lớp phủ không đều và xuất hiện bong bóng khí khi in mực phủ chống hàn, làm tăng nguy cơ mối hàn kém ở các công đoạn sau;
  

Chi phí cao

Về mặt vật liệu, lượng lá đồng sử dụng nhiều hơn đáng kể so với PCB thông thường. Về quy trình sản xuất, các công đoạn ăn mòn và ép lớp phức tạp làm kéo dài chu kỳ sản xuất, tỷ lệ phế phẩm cao, từ đó đẩy chi phí gia công tăng cao.

Gợi ý đặc tả thiết kế cho PCB Dày Đồng

Để phát huy tối đa ưu điểm của PCB Dày Đồng, tránh khó khăn trong quy trình sản xuất và đảm bảo hiệu năng, cần tuân thủ một loạt đặc tả cụ thể khi thiết kế PCB Dày Đồng nhằm cân bằng giữa chức năng và khả năng sản xuất:

1. Độ rộng đường mạch tối thiểu không được nhỏ hơn 0,3mm để tránh đứt mạch do khó khăn trong quá trình ăn mòn;
2. Khoảng cách tối thiểu giữa các đường mạch liền kề không được nhỏ hơn 0,25mm để tránh ngắn mạch do ăn mòn không hoàn toàn;
3. Khoảng cách giữa lá đồng bao quanh lỗ cố định và mép lỗ phải ≥0,4mm, và trong phạm vi 1,5mm tính từ mép lỗ không được có dây dẫn mảnh để tăng cường độ bền cơ học;
4. Khoảng cách giữa đường mạch và mép PCB phải ≥3mm (trong trường hợp đặc biệt có thể nới lỏng xuống còn 1,5mm, nhưng lúc đó chiều rộng đường mạch phải ≥1,5mm) nhằm tránh mép mạch gây bong tróc lá đồng do ứng suất;
5. Khoảng cách giữa các thiết bị điện tử tần số cao và các tụ điện lớn nên là 5mm để giảm nhiễu tín hiệu;
6. Chiều rộng đường mass không được nhỏ hơn 0,5mm nhằm đảm bảo độ tin cậy tiếp địa và hiệu quả tản nhiệt;
7. Bàn hàn không được nối trực tiếp với lá đồng trần hoặc các bàn hàn khác để tránh ngắn mạch khi hàn;
8. Cần thiết kế cấu trúc tản nhiệt chuyên dụng cho các linh kiện công suất lớn và áp dụng giải pháp bố trí mạch mật độ thấp để phù hợp với đặc tính công nghệ đồng dày.

Thông số kỹ thuật PCB Đồng Dày tại LHD TECH

Lý do chọn Linghangda sản xuất PCB Đồng dày

Trong lĩnh vực sản xuất PCB Đồng dày, Linghangda đã trở thành lựa chọn lý tưởng của nhiều khách hàng nhờ bề dày kinh nghiệm, trình độ kỹ thuật xuất sắc và dịch vụ chất lượng cao toàn diện. Dưới đây là những lý do cụ thể khi chọn Linghangda:

• Nhiều kinh nghiệm:

  Hoạt động sâu rộng trong lĩnh vực PCB từ năm 2003, tập trung vào công nghệ PCB Đồng dày hơn 20 năm, có nhiều trường hợp thành công trong các lĩnh vực như điện tử ô tô, nguồn công nghiệp, giải quyết chính xác các vấn đề cốt lõi như dòng điện cao và tản nhiệt.
  

• Năng lực sản xuất mạnh mẽ:

  nhà xưởng hiện đại 20.000 mét vuông, năng lực sản xuất hàng tháng đạt 50.000 mét vuông, trang bị thiết bị ăn mòn và ép độ chính xác cao cùng hơn 650 chuyên gia đảm bảo giao hàng hiệu quả.
  

• Đội ngũ chất lượng cao:

  Một đội ngũ kỹ thuật với chất lượng chuyên môn cao, kinh nghiệm thực tiễn phong phú và một nhóm công nhân trực tiếp sản xuất được đào tạo bài bản, thành thạo trong vận hành.
  

• Kiểm soát chi tiết:

  Xây dựng hệ thống đảm bảo chất lượng toàn quá trình và nâng cao tính cạnh tranh thông qua đổi mới liên tục;
  

• Chất lượng đáng tin cậy:

  Trang bị máy móc sản xuất và kiểm tra hiện đại, toàn bộ quy trình tuân thủ hệ thống chất lượng quốc tế, thông qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt như AOI và tia X, đảm bảo sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn IPC và không có lỗi như chập mạch, bong lớp.
  

• Dịch vụ toàn diện:

  Cung cấp dịch vụ trọn gói từ thiết kế tùy chỉnh, sản xuất hiệu quả đến hỗ trợ hậu mãi lâu dài, giảm chi phí cho khách hàng và đồng hành xuyên suốt quá trình.
  

• Khả năng giao hàng nhanh chóng:

  Tối ưu hóa quy trình sản xuất và lịch trình phân bổ nguồn lực, triển khai dự án hiệu quả, hỗ trợ khách hàng đưa sản phẩm ra thị trường nhanh chóng và nắm bắt cơ hội.
  

Nếu bạn đang tìm kiếm một đối tác để sản xuất PCB Copper Dày, vui lòng liên hệ bất kỳ lúc nào với đội ngũ bán hàng của Linghangda, và chúng tôi sẽ gửi ngay cho bạn một kế hoạch báo giá.