Kemampuan manufaktur PCB tingkat lanjut, yang mengkhususkan diri dalam material presisi tinggi, tingkat kesulitan tinggi, dan material khusus, melayani industri seperti penelitian ilmiah, RF, militer, medis, robotika, dan AI.
PCB Tembaga Tebal
Apa itu PCB Tembaga Tebal?
▶Inti ini digunakan dalam skenario arus tinggi dan daya tinggi (seperti catu daya, energi baru, kontrol industri, dll.). Poin-poin penting dari desain, pembuatan, dan aplikasinya adalah sebagai berikut:
Fitur inti dan skenario aplikasi
Keunggulan utama
• Kapasitas penghantaran arus yang kuat: Kapasitas penghantaran arus foil tembaga 70μm (2 ons) kira-kira dua kali lipat dari foil tembaga 35μm (1 ons) (pada lebar garis yang sama).
• Pembuangan panas yang baik: Lapisan tembaga yang tebal dapat menghantarkan panas dengan cepat, mengurangi risiko perangkat menjadi terlalu panas.
• Kekuatan mekanik tinggi: Tembaga tebal meningkatkan ketahanan PCB terhadap tekukan dan benturan.
Aplikasi umum
• Konverter daya (AC-DC/DC-DC), BMS untuk kendaraan energi baru, konverter frekuensi industri, papan kontrol untuk mesin las, dll.
Poin-poin desain utama
1. Pemilihan ketebalan foil tembaga
• Spesifikasi umum: 70μm (2 ons), 105μm (3 ons), 140μm (4 ons), dan hingga 420μm (12 ons) dalam skenario ekstrem.
• Skenario pencocokan: Untuk rangkaian arus besar (≥5A), sebaiknya gunakan tembaga sebanyak 2 hingga 4 ons. Untuk skenario daya ultra tinggi (≥20A), sebaiknya pilih tembaga sebanyak 6 hingga 12 ons.
2. Desain jejak dan kapasitas daya hantar arus
• Perhitungan kapasitas daya hantar arus:
• Kapasitas daya hantar arus dari jalur tembaga tebal perlu dikombinasikan dengan ketebalan tembaga, lebar jalur, dan persyaratan kenaikan suhu (biasanya dirancang berdasarkan kenaikan suhu 10℃).
• Rumus referensinya adalah: \(I = K \times W \times T^{0.83}\) (I adalah arus, K adalah koefisien, W adalah lebar garis, dan T adalah ketebalan tembaga). Contoh: 2 ons tembaga (70μm), lebar kawat 5mm, kapasitas arus sekitar 15A (kenaikan suhu 10℃).
• Optimasi pelacakan:
• Untuk jalur arus tinggi, buatlah jalur tersebut sependek dan selebar mungkin untuk menghindari leher yang sempit (perubahan mendadak pada lebar jalur dapat dengan mudah menyebabkan panas berlebih lokal).
• Rangkaian arus tinggi pada papan multi-lapisan dapat menggunakan "koneksi paralel beberapa lapisan foil tembaga" (misalnya, 2 lapisan tembaga 2 ons setara dengan 4 ons) untuk meningkatkan kapasitas daya hantar arus.
3. Desain via dan pad
• Via: Untuk via arus tinggi, diameter lubang harus diperbesar (≥0,5 mm), jumlah via harus ditingkatkan (diperkirakan 1 A per lubang), dan ketebalan pelapisan tembaga pada dinding lubang harus ≥20 μm (8 hingga 12 μm untuk PCB biasa).
• Bantalan: Bantalan tembaga tebal perlu diperbesar ukurannya (0,2 hingga 0,5 mm lebih besar dari bantalan biasa) untuk mencegah lapisan tembaga melepaskan panas terlalu cepat selama pengelasan, yang dapat menyebabkan kesalahan penyolderan.
4. Desain pembuangan panas dan isolasi
• Pembuangan panas: Area tembaga yang tebal dapat dirancang sebagai "pendingin lembaran tembaga", atau susunan via yang dilapisi logam (jarak antar via ≤1mm) dapat ditambahkan untuk terhubung ke lapisan pembuangan panas.
• Isolasi: Jarak antar kawat untuk lapisan tembaga tebal harus diperlebar (untuk tembaga 70μm, jarak antar kawat yang sesuai harus ≥0,2mm) untuk mencegah kerusakan akibat rambatan arus pada tegangan tinggi.
Kesulitan dan pengendalian proses manufaktur
▶ 1. Laminasi dan etsa foil tembaga
Laminasi tembaga tebal: Laminasi suhu tinggi dan tekanan tinggi (180℃/4MPa) diperlukan untuk memastikan kekuatan pengelupasan antara foil tembaga dan substrat (≥1,2N/mm).
Pengukiran tembaga tebal: Laju pengukiran lambat (sekitar 1μm/menit), dan waktu pengukiran perlu dikontrol untuk menghindari pengukiran samping (jumlah pengukiran samping ≤0,05mm). Proses pengukiran bertahap harus diterapkan untuk mengurangi penyimpangan lebar garis.
▶ 2. Kontrol laminasi dan lengkungan
Koefisien ekspansi termal (CTE) lapisan tembaga tebal berbeda secara signifikan dari substratnya. Saat melakukan laminasi, "struktur simetris" (dengan ketebalan tembaga yang konsisten antara lapisan atas dan bawah) harus diadopsi, dan lapisan penyangga yang kaku harus ditambahkan untuk mencegah lengkungan PCB (derajat lengkungan ≤0,5%).
▶ 3. Perawatan permukaan
Permukaan tembaga tebal rentan terhadap oksidasi. Lebih disukai untuk memilih pelapisan timah (lapisan timah suhu tinggi) atau pelapisan nikel-emas untuk menghindari OSP (cakupan film organik yang tidak sempurna).
Area bantalan perlu diperbesar dengan "jendela bukaan masker solder" untuk memastikan gaya ikatan antara solder dan tembaga tebal.
Ringkasan inti
Inti dari PCB tembaga tebal adalah "kapasitas daya hantar arus tinggi + pembuangan panas". Dari segi desain, perlu untuk mencocokkan ketebalan tembaga dan persyaratan kapasitas daya hantar arus. Dalam proses manufaktur, masalah seperti etsa tembaga tebal dan distorsi laminasi perlu diatasi. PCB ini cocok untuk skenario industri dan energi dengan daya dan arus tinggi.
Kirim pertanyaan
deskripsi2