Rasvane vase PCB

Raske vasest trükilaud, mida tuntakse ka kui paksu vasest trükilaudu, on eriline trükilaua tüüp, mille vasefuoli paksus on ≥2 untsi (70 μm), mis ületab oluliselt tavapäraste trükilaudade 1 untsi / 35 μm. Tavalised spetsifikatsioonid ulatuvad 2 untsist üle 10 untsi. Selle tuum omadused on suurem voolutranspordivõime, soojuse hajutamise jõudlus ja mehaaniline tugevus. Tootmiseks on vajalikud erilised galvaanilised ja koorimisprotsessid, et tagada paksu vase ühtlane ja kindel kinnitumine. kiht. Tavaliste PCB-dega võrreldes suudavad raskemetallkihiga PCB-d edasi anda tugevamat voolu (võimelised edasi andma kümme kuni sada amprit voolu), neil on suurepärane soojusjuhtivus ning valmistusprotsess on keerulisem. Neid kasutatakse peamiselt sellistes rakendustes nagu toitevarustus, tööstuslikud sagedusmuundurid, uue põlvkonna elektriautode elektroonikajuhtsüsteemid ja meditsiiniseadmete toiteplokid, kus nõutakse suurt voolutugevust, suurt võimsusväljundit või tugevat soojusjuhtivust. Tavalised PCB-d sobivad enamasti tarbijaelektroonikale ja väikese võimsusega seadmetele.

Paksu vasest kihi PCB-de tuumaga eelised seisnevad nende kohandumises kõrge voolutugevuse ja suure võimsuse tingimustesse, mida kajastuvad järgmistes aspektides:

· Ülihealine voolutugevus:

Paksu vasest kihi (≥2 untsi) võib juhtida kümnetest sajanditesse amprites suurt voolu, mis on palju parem kui tavapäraste PCBde puhul. See suudab rahuldada kõrge võimsusega toodete, nagu energiaseadmete ja uue energia sõidukite elektroonikajuhtimissüsteemide voolu edasiandmise nõudeid ning vältida joone ülekuumenemist ja põlemist voolu ülekoormuse tõttu.

· Suurepärane soojusjuhtivus:

Vask on suurepärane soojusjuht. Paksem vasest kiht on suurepärane soojuse juhtimiseks ja selle soojusjuhtivus on palju kõrgem kui tavapäraste PCBde puhul. Paksem kiht suudab kiiresti juhtida toa soojust mis tekib ahela töö ajal, vähendades efektiivselt plaadi pinna temperatuuri, minimeerides komponentide ja ahelate kahjustusi termilise vananemise tõttu ning suurendades toote stabiilsust ja kasutusiga.

· Kõrgem mehaaniline tugevus:

Teine oluline eelis kõrge vase PCBS-i puhul seisneb nende suuremas mehaanilises tugevuses. Paksem vasekiht suurendab plaatide füüsilist kõvadust, muutes neid paindlikumaks ja vastupidavamaks, ning seetõttu paremini suutvaks vastu pidada füüsilistele koormustele, nagu painutamine, vibratsioon ja mehaaniline löök. See suudab kohanduda rasketes töötingimustes, kus esineb tihe vibratsioon, näiteks tööstusliku juhtimisvarustuse ja sõidukitesse monteeritud keskkondades, vähendades juhtmete katkemise ohtu.

· Stabiilne elektrijuhtivuse usaldusväärsus

Paksem vasekiht vähendab takistuskaotusi voolu edasiandmisel, langetab pinge langust ja tagab stabiilse signaali- ning võimsusülekande. See on eriti sobiv meditsiiniseadmetele ja täppis tööstusjuhtimissüsteemidele, kus on kõrged nõuded toitepinge täpsusele.

· Integreeritud disaini toetus:

See võimaldab kõrge vooluga ahelate ja täpsete signaalahelate integreeritud paigutuse saavutamist, vähendades vajadust väliste soojuslahustite, shuntide ja muude komponentide järele, lihtsustab toote struktuuri ning parandab ruumi kasutamist.

· Pikendatakse eluiga

Suurem voolutugevus, parem soojusjuhtivuse haldamine ja suurem mehaaniline tugevus pikendavad koos paksu vasega PCBde kasutusiga. Need PCBd ei ole kalduvad soojus- või mehaanilistele kahjustustele, tagades nii nende normaalse töö kauemaks ajaks. See usaldusväärsus on eluliselt tähtis rakendusaladel, kus hooldamine või asendamine on keeruline ja kallis, näiteks kosmose- või tööstuskeskkondades.

Pakse bakivahega trükkplaatide suurte bakikihi paksuse ja eriliste kasutusolude tõttu tuleb disainis arvestada elektriliste omaduste, tootmise teostatavuse ja usaldusväärsusega. Põhiküsimused on järgmised:

· Vaskkihi paksuse valik:

Vaskkihi paksuse spetsifikatsioon tuleb määrata seadme tegeliku voolutugevuse ja soojuse hajutamise nõuete alusel, et vältida liigset disaini ja kulude tõusu. Sobitage vaskkihi paksus kombinatsioon joonelaiusega ja viide toitealusele IPC-2221, et tagada tippvoolu edastamise nõuded.

· Marsruutimisdisain:

Suurvooluahelad tuleb laiendada ja paksundada, et vältida ülekuumenemist liiga kõrge voolutiheduse tõttu. Tehke sujuvad üleminekud peenjoonelistes komponentides ja paksete vaseahelate ühenduskohtades, et vähendada äkki toimuva takistuse muutust. vältige teravnurkseid ahelaid kogu protsessi vältel, et takistada ebavõrdset hammustamist või elektrivälja koonumist, mis võib põhjustada läbipõlemise.

· Soojusjuhtimise disain:

Peamiste soojusallikate alade jaoks planeeritakse pakse vase soojusjuhtimist ja vasekasutusalasid või jätetakse soojusjuhtivad paadid, mis ühenduvad väliste soojusjuhtivate seadmetega. Soojus hajutatakse mitme paksu vasekihi kaudu, et vältida kohalikku soojuse kogunemist. Suurvoolu läbiviad on metalliseeritud ja paksundatud või mitme auku paralleelse disainiga, et parandada soojusjuhtivust.

· Läbiviade ja ühenduste disain:

Paksud vase läbipuuritud aukude viad suurendavad augu diameetrit ja paksendavad vasekihi auku seinal. Vajadusel tuleb kasutada pime- ja maetud aukusid või reossumärgistusi, et vältida auku seina pragunemist. Pistikühenduse komponentide jootepadjad tuleb sobivalt suurendada, et tagada keevituse haardumine paksu vasekihiga. Suure vooluga ühendusalade täidetakse vaske mitte õhukesed juhtmed, et parandada voolukandevõime stabiilsust.

· Takistuse reguleerimine:

Simulatsioonitarkvarade, nagu Altium ja Cadence, abil optimeeritakse joone laius, samm ja dielektriku paksus, et kompenseerida paksu vasekihi mõju joone omatakistusele. Kõrgsageduslikud signaalijuhtmed ja paksu vase toitejuhtmed paigutatakse eraldi, et vältida elektromagnetilist häirimist.

· Protsessi ühilduvus:

Arvestades paksu vasest erosiivse kulumise omadust, hoiab küljerosiooni vältimiseks tagasi erosioonikompensatsiooni summa, et tagada vooluringi täpsus. Paksu vase suurte pidevate alade vältimiseks võib lisada täiendavaid sooned või läbistavaid kujundeid, et takistada PCB paindumist. Pad ja vasest kihi ühendus kasutab kuuma pad-ehitust, et ennetada valelõhestamist, mida võib tekitada soojuse kontsentreerumine aurustamisel.

· Mekaaniline usaldusväärsus:

Pakse vasest plaatide jaoks tuleb arvestada paisumisvaba ruumi koos seadme paigaldusstruktuuriga, et vältida deformatsiooni temperatuurimuutuste tõttu. Paksemad vasest kiht või täiendavad tugevdusribad lisatakse servadele või koormusega aladele, et suurendada painde- ja vibratsioonikindlust, mis muudab selle sobivaks rasketeks töötingimusteks, nagu sõidukid ja tööstusjuhtimissüsteemid.

· Isolatsioon ja taluvuslik pinge:

Kui on vaja, tuleb kasutada kaetud vasest juhtmeid. Kõrge pingega katsete korral suurendada täiendavalt vahemaad vastavalt isolatsiooni standardile IPC-2221. mitmekiheline paksus vasemehhanismid on valmistatud kõrge pingega vastupidavatest dielektrilistest materjalidest, et vältida kattevahelist lagunemist.

· kulude optimeerimine:

Kõrge voolu ja suure soojuse hajutamise aladel kasutatakse ainult paksu vasket, samas kui mitteküsimustes alades säilitatakse standardne vasestarkus, et tasakaalustada jõudlust ja kulusid. Eelistatakse küpsete protsesside lahenduste kasutamist lihtsustamiseks keerulised struktuurid ja vähendada tootmise saagikuse kahjumit

· Liini laius ja vahemaa

Peamised tegurid on vasest traatide laius ja vahemaa. Optimeerimine tuleb teha vastavalt voolu kandmise nõuetele ja PCB üldisele paigutusele.

· Kasutage soojust läbivaid viise ja soojust läbivaid padsid

Kuumusjuhtivate läbitükkide ja kuumusjuhtivate paadide lisamine projekteerimisse võib parandada soojuse hajutamise efekti. Need lahendused aitavad hajutada soojust PCB-i kuumadest tsoonidest, parandades seeläbi kogu soojushajutust juhtimist.

Paksu vasekihi ja eriliste kasutusvaldkondade tõttu tuleb raskete vase trükkplaatide (paksu vasega trükkplaatide) kontrollimisel ja testimisel hõlmata kolm peamist aspekti: protsessikvaliteet, elektrilised omadused ja usaldusväärsus. Põhisisu on järgmine:

Välimuse ja protsesside vigade kontroll

· Vasekihi kvaliteet: Kontrollida, kas paksul vasekihil esineb lagunemist, pragusid, oksüdatsiooni ning kas joonete servades esineb teravikuid ebajärgse matkimise tõttu (tuleb vastata standardile IPC-A-600);

· Paadid ja läbitükid: Kontrollida paadide tasasust ja kleepuvust, kas läbitükkide seintele sadestatud vasekihi paksus vastab nõuetele ning kas seal esineb õõnsusi või nihkes olevaid augusid.

· Laualiistu deformatsioon: Mõõdetakse trükkplaat (PCB) kõverdumist (paksu vasest kihi trükkplaatidel tekib kõverdumist vaskkihi pinge tõttu, seda tuleks piirata 0,75% piires) ja kontrollitakse, kas esineb kihtide eraldumist või õhupoolsid.

· Mõõtmete täpsus: Kontrollitakse olulisi mõõtmeid, nagu joone laius, vahekaugus ja augu diameeter, et tagada nende vastavus projektdokumentatsiooniga (paksu vasest juhtmete järeltöötlusega söövitamise kompenseerimise viga peaks olema ≤±0,05 mm).

Elektriliste omaduste test

· Juhtivus- ja isoleerimistest (Hi-Pot test): Kõrgepinge isoleerimistesteri abil tuvastatakse juhtmete vaheline isoleerimine, et vältida läbipõrkeid paksu vasest kihtide ebapiisava vahe tõttu. Kontrollitakse juhtivust ja vigu avatud ahela ja lühise kohta;

· Voolutugevuse test: Rakendatakse nimivool simulatsioonil tegelike töötingimustega, jälgitakse ahela temperatuuri tõusu (paksu vasest trükkplaatidel peaks temperatuuri tõus nimivoolul olema ≤20℃), ja kinnitage, et ülekuumenemise või sulamise oht puudub.

· Takistuse testimine: kasutage takistusanalüsaatorit, et tuvastada kõrgsagedusliku signaalliini iseloomulik takistus, tagamaks, et paksu vasekihi mõju takistusele vastab projekteerimisnõuetele (viga ≤±10%);

· Pinge languse test: mõõdetakse liini pinge langust suure vooluga edastamisel, et kinnitada paksu vasekihi madala takistuse eelis ja vältida pinge kaotust, mis mõjutaks seadme jõudlust.

Automaatne optiline kontroll (AOI)

Automaatne optiline kontroll (AOI) kasutab täpset pilditehnoloogiat defektide tuvastamiseks, mida ei pruugi paljajalgsil silmal näha olla.

· Kõrge resolutsiooniga pildistamine: AOI süsteem teeb PCB kohta kõrge resolutsiooniga pilte ja võrdleb neid projekteerimisspetsifikatsioonidega.

· Defektide tuvastamine: see süsteem suudab automaatselt tuvastada probleeme, nagu lühis, katkendlik ühendus, juhtmete õhenedes ja nihkenud asetus.

· Täpsus: AOI pakub kõrget täpsust, tagades, et isegi kõige väiksemad defektid tuvastatakse ja kõrvaldatakse.

Usaldusväärsustesti

· Termilise tsüklitesti: Tsüklitesti temperatuurivahemikus -40 ℃ kuni 125 ℃ (≥1000 korda), et kontrollida paksu vaskekihi sidumisstabiilsust aluse ja padjadega, ilma kihtide eraldumiseta ega pragudeta.

· Termilise löökide test: Kiire üleminek kõrge ja madala temperatuuri keskkonda (temperatuuri erinevus ≥80 ℃), et kinnitada plaatide vastupanu äksetele temperatuurimuutustele, sobib rasketesse tingimustesse, nagu autotööstus ja tööstuslik juhtimine.

· Vibrationi ja mehaanilise tugevuse testimine: Transpordi ja kasutamise ajal esineva vibratsiooni (sagedus 5~500 Hz) ja löökide simuleerimine, et kontrollida, kas paksu vaskekihiga vooluring on katkenud ja kas läbiviad on lahti jäänud.

· Korrosioonikindluse test: Kontrollige paksu vasest kihist tingitud oksüdatsioonikindlust ja korrosioonikindlust soolasabatuudi testiga (neutraalne soolasabatuud, 48 kuni 96 tundi) või niiskesoojuse testiga (85℃/85% RH, 1000 tundi).

· Jootmise usaldusväärsuse test: Pärast SMT/läbivjootmise jootmist kontrollitakse jootesõlmede ja paksude vasepadi vahelist sidumistugevust ning tagatakse, et puuduks valesid või lahtiseid jootesid (mikrostruktuuri jootesõlmede kohta saab analüüsida metalograafiliste lõigete kaudu).

Eripooletuslike omaduste kinnitus

· Soojusjuhtivuse test: Põleviku täislasti tingimustes tuvastati soojuskujutiga pliidi temperatuurijaotus, et kinnitada paksu vasest kihist tingitud soojusjuhtivuse toime.

· Tulekindluse test: Kõrgvõimsusega rakendussüsteemides kontrollitakse pliidi tulekindluse klassi vastavalt UL94 standardile (vähemalt tase V-0);

· Adhesioonitest: Kasutatakse saja ruudustiku testi või tõmbevastupidisustesti, et kinnitada paksu vasekihi ja aluse vahelist adhesiooni (≥1,5 N/mm).

Paksu vasega trükkplaatidel on suur voolutaluvus, suurepärane soojusjuhtivus ja kõrge mehaaniline tugevus, mistõttu neid kasutatakse peamiselt valdkondades, kus nõutakse suurt voolu, kõrget võimsust või raski töötingimusi. Põhivaldkonnad on järgmised:

Uute energiaautovaldkonnas

Põhikomponendid: Sõidukis laadimisseade, aku juhtimissüsteem, mootorikontroller, DC/DC konverter, laadimisposti moodul.

Rakendamise põhjus: Peab suutma edasi anda suuri voolusid (kümned kuni sajad amprites), vastu pidama kõrgele ja madalale temperatuurile ning vibratsioonidele. Paksu vasega trükkplaatidel saavutatakse stabiilne toiteallikas ja tõhus soojuse hajutamine, mis sobib ideaalselt raskesse sõidukikeskkonda.

Tööstuslik juhtimine ja toitevarustusseadmed

Põhikomponendid: sagedusmuundur, servojuht, UPS-toiteallikas, tööstuslik toite moodul, kõrgpinge jaotuskaabi juhtplaat, elektrikausselmasina peajuhtplaat.

Rakendamise põhjus: Tööstuslik juhtseade vajab sageli suurt võimsusväljundit. Paksemad vase PCB-d suudavad vähendada juhtme takistuse kaotust, takistada ülekuumenemist ning samal ajal vastu pidada mehaanilisele vibratsioonile ja elektromagnetilisele häiringule, suurendades seadme usaldusväärsust.

Meditsiiniseadmete valdkond

Põhikomponendid: Meditsiinitoiteallikad, ventilaatori toitemoodulid, elektrokirurgiliste instrumentide juhtplaat.

Rakendamise põhjus: Meditsiiniseadmetel on toiteallika stabiilsuse ja ohutuse suhtes erakordselt kõrged nõuded. Paksemad vase PCB-d võimaldavad saavutada madala pinge languse, suure soojusjuhtivuse ning vastavad meditsiiniseadmete valdkonna rangele isoleerimisele ja pingekindlusele standarditele.

Aerokosmose- ja sõjatööstuse valdkonnad

Põhikomponendid: Õhus leviv toiteallikas, raadiolanceerimoodul, rakettide juhtplaat, satelliiditoiteüksus.

Rakendamise põhjus: Ekstreemsete temperatuuride, tugevate vibratsioonide ja kiirguse keskkonnas kohandumiseks võimaldavad paksu vasega PCBd kõrge mehaanilise tugevuse ja stabiilse elektrilise jõudluse tagada seadmete normaalse töö raskeis tingimustes.

Kõrgvõimsed tarbe- ja kommertstarbelised seadmed

Põhikomponendid: Energiaakuplokk, fotovooluinvertor, kõrgvõimsusega kodumasinate juhtplaat (nt induktsioonpliit, elektraherd, andmekeskuse toitemoodul).

Rakendamise põhjus: Kõrgvõimsused seadmed tekitavad palju soojust ja suurt voolutugevust. Paksu vasega PCBd saavad kiiresti soojuse hajutada, takistada ülekoormust ja põlemist ning pikendada seadmete kasutusiga.

Raudtee transpordivaldkond

Põhikomponendid: Rongi traktori converter, raja toitesüsteem, signaali juhtimismoodul.

Rakenduspõhjus: raudtee transpordiseadmete peab vastu pikaajalisele vibratsioonile, kõrgele ja madalale temperatuurile ning sagedastele suure vooluga käivitustele ja seiskumistele. Vooluviitevõime ja mehaaniline usaldusväärsus paksetel vase PCB-del võib selle nõude täita.