Дизайн печатной платы из толстой меди

Проектирование печатных плат из толстой меди

Современные промышленные требования все чаще требуют конструкции печатных плат из толстой меди. Эти печатные платы находят все более широкое применение в секторе электроники, особенно в сложных переключателях, которые должны помещаться в компактном месте. Это связано с высокой электро- и теплопроводностью меди. Конечный продукт представляет собой многослойную или двустороннюю плату с детальным внешним слоем (слоями) и толстыми медными слоями на внутренних слоях. В результате эти платы можно найти как в силовых преобразователях, так и в планарных трансформаторах.

Обзор печатных плат из толстой меди

Печатная плата из тяжелой меди — это плата с толстой медной схемой. Этот тип печатных плат подвергается специальным методам нанесения покрытия и травления, таким как ступенчатое покрытие и дифференциальное травление. Его также называют толстой медной печатной платой. В конце концов, вес меди колеблется от 4 унций/фут2 до 20 унций/фут2.

В результате нет необходимости создавать сильноточные/мощные цепи и цепи управления на отдельных платах с толстой медной платой. Кроме того, толстое медное покрытие имеет простую конструкцию платы и отличается высокой плотностью.

Этапы проектирования печатных плат из толстой меди

При проектировании печатных плат из толстой меди необходимо учитывать несколько ключевых факторов. Вот несколько советов и приемов, которые следует учитывать:

Определите свои требования: Прежде чем приступить к проектированию печатной платы из тяжелой меди, вам необходимо определить конкретные требования вашего приложения. Это включает в себя величину тока, которую должна нести печатная плата, рабочую температуру, размер и форму печатной платы и любые другие уникальные требования.

Выберите материалы: для изготовления толстых медных печатных плат требуются специальные материалы, в том числе высококачественная медная фольга и ламинаты. Вы также должны учитывать толщину медных слоев и материал подложки, используемый для печатной платы.

Спланируйте стек слоев: стек слоев является важной частью дизайна печатной платы из толстой меди. Вы должны тщательно спланировать расположение слоев, чтобы обеспечить надлежащий отвод тепла и целостность сигнала. Рассмотрите размещение медных слоев, диэлектрических слоев и любых других необходимых слоев.

Определите ширину и расстояние между дорожками: на печатных платах из толстой меди требуются более широкие медные дорожки, чтобы выдерживать большие токи. Также следует увеличить расстояние между дорожками, чтобы избежать возникновения электрической дуги. Учитывайте конкретные требования вашего приложения, чтобы определить подходящую ширину и расстояние между дорожками.

Продумайте тепловое управление: печатные платы из толстой меди выделяют много тепла, поэтому вам необходимо подумать о том, как эффективно рассеивать это тепло. Это может включать использование тепловых отверстий для передачи тепла от медных слоев к внешним слоям печатной платы или использование специальных методов управления температурой, таких как радиаторы или вентиляторы.

Обеспечьте технологичность: печатные платы из толстой меди требуют специальных производственных процессов, поэтому очень важно убедиться, что ваша конструкция технологична. Это включает в себя обеспечение того, чтобы просверленные отверстия находились в правильных местах и имели правильный размер, покрытие было высокого качества, а общий дизайн соответствовал спецификациям производителя.

Советы по проектированию печатных плат из толстой меди

Когда дело доходит до проектирования печатных плат из толстой меди, необходимо помнить о нескольких важных моментах. Вот несколько советов и приемов, которые помогут вам разработать высококачественную печатную плату из толстой меди:

Расположение слоев: печатные платы из толстой меди требуют тщательного проектирования компоновки слоев для обеспечения надлежащего рассеивания тепла и целостности сигнала. Вы хотите разместить медные слои как можно ближе к центру печатной платы, чтобы уменьшить тепловое сопротивление и максимизировать теплопередачу.

Ширина и расстояние между дорожками: поскольку печатные платы из толстой меди предназначены для работы с большими токами, вам необходимо убедиться, что медные дорожки имеют достаточную ширину, чтобы пропускать ток без перегрева. Также следует увеличить расстояние между дорожками, чтобы избежать возникновения электрической дуги.

Сверление и нанесение покрытия: печатные платы из толстой меди требуют специальных процессов сверления и покрытия для обеспечения надежного соединения между медными слоями. Вы должны использовать высококачественные материалы для покрытия и выбирать правильный размер сверла, чтобы обеспечить точное сверление.

Тепловое управление: печатные платы из толстой меди выделяют много тепла, поэтому вам необходимо подумать о том, как эффективно рассеять это тепло. Вы можете использовать тепловые переходы для передачи тепла от медных слоев к внешним слоям печатной платы или использовать специальные методы управления температурой, такие как радиаторы или вентиляторы.

Контроль качества: печатные платы из толстой меди требуют строгих мер контроля качества, чтобы гарантировать, что они соответствуют требованиям производительности и надежности. Вы должны проводить тщательное тестирование и проверку на протяжении всего производственного процесса, чтобы обнаружить любые дефекты или проблемы.

Следуя этим советам и рекомендациям по проектированию, вы сможете создать высококачественную печатную плату из толстой меди, отвечающую требованиям производительности и надежности вашего приложения.

Что предлагает печатная плата из толстой меди?

Почему вы должны использовать толстую медную печатную плату? Вот несколько преимуществ:

Многоцелевой:

Не каждая плата может выдержать вес толсой медной печатной платы без ущерба для качества или производительности платы. Эти платы с большей вероятностью будут использоваться в различных устройствах с переменной мощностью и уровнем сигнала, чем обычные печатные платы.

Компактный размер:

Способность толстых медных плат выдерживать частотные, сильноточные, высокотемпературные и периодически повторяющиеся тепловые циклы объясняется многослойным хранением, обусловленным укладкой многих слоев на один слой. Это уменьшает общий размер и вес платы, позволяя использовать крошечные высокопроизводительные схемы.

Стойкость к термической деструкции:

Высокочастотные платы выделяют много тепла, которое вентиляторная система охлаждения не может эффективно рассеять. Это тепло повреждает хрупкие паяные соединения платы, снижая производительность и, в конечном итоге, разрушая ее. Благодаря их повышенной проводимости толстые медные печатные платы будут выделять меньше тепла и гораздо быстрее удаляться от любого внешнего тепла.

Улучшить распределение нагрузки:

Вместо создания нескольких дублирующих и параллельных слоев толстую медь можно комбинировать с медными переходными отверстиями. Это снижает трудности с распределением нагрузки, связанные с многочисленными параллельными уровнями.

Конструктивное преимущество платы:

Многослойная печатная плата из толстой меди обеспечивает повышенную механическую прочность благодаря наложению слоев и металлизированным сквозным отверстиям.

Как изготавливается печатная плата из толстой меди?

Гальваника или травление обычно используются при производстве экстремальных медных печатных плат. Основная цель состоит в том, чтобы увеличить толщину меди на боковых стенках и металлизированных отверстиях. Однако обычные процессы травления приводят к неравномерному травлению краев и краевых линий. Следовательно, для получения дополнительной толщины меди на печатных платах из толстой меди требуются специальные процессы травления и нанесения покрытия.

Печатные платы из толстой меди покрываются гальваническим покрытием на протяжении всего процесса производства печатных плат. Это поможет увеличить толщину барьеров PTH на печатной плате. В результате количество слоев уменьшается, а распределение импеданса при использовании этого метода сужается. Однако, когда печатные платы подвергаются нескольким циклам в процессе производства, покрытые металлом отверстия могут стать хрупкими.

Методы изготовления печатных плат из толстой меди

Метод синей полосы: метод синей полосы используется для создания автомобильных печатных плат. Это влечет за собой вставку толстых медных стержней на печатные платы для передачи дополнительного тока. Потому что для передачи более значительного тока в мощных цепях требуется всего несколько линий. Такой подход экономит время и деньги за счет уменьшения веса печатной платы. С другой стороны, производители многослойных печатных плат должны обращать пристальное внимание на уровень заполнения медью между внутренними слоями, чтобы предотвратить дополнительное расслаивание.

Метод встроенной меди: с помощью этого подхода создается толстая медная печатная плата с толстой медью и плоской поверхностью, включенной в препреговую смолу. Толщина смолы определяет толщину толстой меди, которую необходимо использовать.

Разница между толстой медной печатной платой и стандартной печатной платой

Толщина медного покрытия на плате является существенной разницей между обычной печатной платой и толстой медной печатной платой.

Слой меди на стандартной печатной плате весит одну унцию или 35 микрометров, но слой меди на толстой медной печатной плате весит четыре унции или 140 микрометров.

Стандартная печатная плата не может выдерживать большие значения тока; тем не менее, экстремальная медная печатная плата может выдерживать значительные уровни тока.

Кроме того, стандартные печатные платы не выдерживают механических нагрузок для повышающих теплопроводность.

С другой стороны, толстые медные печатные платы известны своей повышенной теплопроводностью при сохранении механических напряжений.

Возможности печатных плат из толстой меди

При использовании печатной платы из толстой для различных приложений жизненно важно оценить ее возможности. Судя по спецификациям, такая печатная плата более дорогая в изготовлении.

Указанные ниже возможности должны быть доступны на печатной плате из толстой меди:

Требуется максимальный размер платы 457 мм x 610 мм и минимальный размер платы 6 мм x 6 мм.

Толщина меди на квадратный фут составляет более 3 унций.

Рекомендуется использовать зеленую, черную, синюю, красную, белую, фиолетовую или желтую паяльную маску.

Цвет шелкографии может быть белым, желтым или черным.

Доска толщиной от 0,6мм до 6мм

Максимальный вес меди для внешнего слоя должен составлять 15 унций.

Для обработки поверхности следует использовать иммерсионное золото, HASL и OSP.

Окончательная толщина колеблется от 0,020 до 0,275 дюйма.

Применение печатных плат из толстой меди

Толстая медь широко используется в печатных платах с высокой энергией (или большим током), таких как силовые электронные устройства и системы электропитания. Эти печатные платы чаще всего встречаются в следующих отраслях промышленности:

Преимущества печатной платы из толстой меди:

1- Повышенная выживаемость при высоких температурах и термических нагрузках

2- Улучшение пропускной способности по току

3- Высокая механическая прочность

4- Общий размер изделия уменьшен за счет включения электроники высокой и малой мощности на одной и той же печатной плате.

5- Эффективная теплопередача и рассеивание

6- Радиаторы, покрытые непосредственно на поверхности платы медью до 120 унций.

7- На плате напечатаны планарные трансформаторы с высокой плотностью мощности

Применение печатных плат из толстой меди:

1- Военные приложения, такие как электроника управляемого оружия, радары и тому подобное.

2- Применение в освещении, например, светодиодные фонари высокой яркости, лампочки накаливания

3- Промышленное оборудование, такое как источники питания, солнечная энергия, схемы драйверов двигателей, инверторы, UPS, стабилизаторы, зарядные устройства, сервоприводы и т. д.

Выбор подходящих производителей печатных плат из толстой меди

Руководство по проектированию печатных плат из толстой меди

Эта статья предназначена для руководства по проектированию печатной платы из толстой меди (печатная плата из толстой меди), а DFM (дизайн для производства) — это ширина линии и межстрочный интервал для печатной платы из толстой меди (печатная плата из толстой меди), в то время как DFM (дизайн для производства ) очень важно для печатных плат из толстой меди (печатных плат из толстой меди), потому что большинство руководств по проектированию печатных плат не соответствуют печатным платам из толстой меди (печатным платам из толстой меди). Многие поставщики печатных плат могут производить печатные платы с шириной линии от 4 до 5 мил и расстоянием между линиями в качестве минимальной дорожки / пространства, но это не соответствует требованиям печатных плат из толстой меди (печатная плата из толстой меди), ширина линии от 3 до 4 мил. всегда для медного слоя 0,5 унции или 1 унции на печатной плате, но не для толстой медной печатной платы (толстая медная печатная плата) (медная печатная плата от 3 унций до 30 унций), вы знаете, что производитель печатных плат не может сделать 3 мил линии для 30 унций PCB, вот почему разработчик печатных плат должен учитывать DFM.

Между тем, вы можете посетить печатную плату из толстой меди (печатная плата из толстой меди) и часто задаваемые вопросы о печатной плате из толстой меди (печатная плата из толстой меди) для получения дополнительной информации.

A) Расстояние между линиями и ширина линии на печатной плате из толстой меди (печатная плата из толстой меди)

При проектировании платы следует учитывать взаимосвязь между минимальным расстоянием между строками (см. далее Min LS) и минимальной шириной линии (см. Min LW позже). А большее значение облегчит изготовление платы.

B) Минимальный диаметр металлизированного сквозного отверстия (PTH)

PTH должен быть >=0,3 мм; медное кольцо кольцевое: 0,15 мм

C) Толщина стенки меди для PTH: нормальная: 20-25 мкм и макс. 2-5 унций (50-100 мкм).

D) Максимальное количество слоев: для толстой меди максимальное количество слоев, которые мы можем сделать, составляет 20 литров.

Толщина платы должна быть> 1,6 мм для меди 30 унций.

Контроль импеданса, высокая Tg не применимы для тяжелой меди.

Мин. переход: 0,3 мм.

E) Максимальный размер платы: 550x350 мм — самый экономичный. Больший размер (550x500 мм) также возможен, но стоимость будет намного выше.

Если вы хотите узнать больше о печатной плате из толстой меди (печатная плата из толстой меди) или узнать вопросы о печатной плате из толстой меди (печатная плата из толстой меди), чтобы избежать ошибок при проектировании печатной платы из толстой меди (печатная плата из толстой меди доска), вы можете посетить другие страницы на нашем веб-сайте или связаться с нами для получения помощи напрямую.