Nagy Rétegtömegű PCB

A nagy rézrétegű NYÁK, más néven vastag réz NYÁK, olyan speciális típusú NYÁK, amelynek rézfóliavastagsága ≥2 uncia (70 μm), ami jelentősen meghaladja a hagyományos NYÁK-ok 1 uncia/35 μm vastagságát. A gyakori méretek 2 uncia és több, akár 10 uncia felettiek. Fő jellemzői a nagyobb áramteherbírás, hőelvezetési képesség és mechanikai szilárdság. Elkészítésükhöz speciális galvanikus és marási eljárások szükségesek, hogy biztosítsák a vastag réz rétegének egyenletességét és tapadását. réteg. A hagyományos NYÁK-okkal összehasonlítva a vastag rétegű NYÁK-ok erősebb áramvezető képességgel rendelkeznek (képesek tízes, sőt százas amper-erősségű áram vezetésére), kitűnő hőelvezetéssel és magasabb gyártási nehézséggel. Főként olyan alkalmazásokban használatosak, mint például teljesítményelektronikai berendezések, ipari vezérlésű frekvenciaváltók, új energiájú járművek elektronikus irányítórendszerei és orvostechnikai készülékek tápegységei, ahol nagy áramátvitelre, magas teljesítménykimenetre vagy erős hőelvezetésre van szükség. A hagyományos NYÁK-ok leginkább fogyasztói elektronikához és alacsony teljesítményű eszközökhöz alkalmasak.

A vastag rétegű NYÁK-ok kulcsfontosságú előnye a nagy árammal és teljesítménnyel terhelt környezetekhez való alkalmazkodóképességük, amely az alábbi területeken nyilvánul meg:

· Rendkívül erős áramvezető képesség:

A vastag rétegű réz (≥2 oz) tízektől százakig terjedő amper erősségű nagy áramot képes vezetni, ami lényegesen felülmúlja az átlagos NYÁK-okat. Képes kielégíteni a nagy teljesítményű termékek, mint például az energiaipari berendezések és az új energiájú járművek elektronikus vezérlőrendszereinek átviteli igényeit, és elkerüli az áramtúlterhelésből adódó vezetékek felmelegedését és károsodását.

· Kiváló hőelvezetési teljesítmény:

A réz kiváló hővezető képességgel rendelkezik. A vastagabb rétegű réz kiváló hővezető, hőelvezetési hatékonysága lényegesen magasabb, mint a szabványos NYÁK-oké. A vastagított réteg gyorsan elvezeti az áramkör működése közben keletkező hőt hatékonyan csökkentve a lemez felületi hőmérsékletét, minimalizálva az alkatrészekre és áramkörökre gyakorolt hőöregedés okozta károsodást, és növelve a termék stabilitását és élettartamát.

· Magasabb mechanikai szilárdság:

A magas réztartalmú nyomtatott áramkörök (PCB) egy másik fontos előnye a nagyobb mechanikai szilárdság. A vastag réteg növeli a nyomtatott áramkör fizikai strapabírását, ellenállóbbá téve hajlítással és ütéssel szemben, így jobban képes elviselni a mechanikai igénybevételeket, mint például a hajlítás, rezgés és mechanikai sokk. képes alkalmazkodni durva munkakörülményekhez, ahol gyakori a rezgés, mint ipari vezérlőberendezéseknél vagy járművekben, csökkentve ezzel az vezetékek eltörésének kockázatát.

· Stabil elektromos vezetőképesség megbízhatósága

A vastag réteg csökkenti az ellenállási veszteségeket az áramátvitel során, csökkenti a feszültségesést, és biztosítja a jel- és teljesítményátvitel stabilitását az áramkörben. Különösen alkalmas olyan orvosi berendezésekhez és precíziós ipari vezérlőrendszerekhez, amelyek nagy pontosságú tápellátást igényelnek.

· Integrált tervezési támogatás:

A nagy áramú áramkörök és a pontos jelzőkörök integrált elrendezését képes elérni, csökkentve a külső hőfoltok, a szuntok és más alkatrészek szükségességét, egyszerűsítve a termékstruktúráját és javítva a térkihasználást.

· Élet hosszabbítása

A nagyobb áramviselő kapacitás, a jobb hőszennyezés kezelése és a erősebb mechanikai szilárdság együttesen meghosszabbítja a vastag réz pcb élettartamát. Ezek a PCBS-ek nem hajlamosak hő- vagy mechanikai károsodásra, így biztosítják a normál működés hosszabb ideig. Ez a megbízhatóság létfontosságú olyan alkalmazási területeken, ahol a karbantartás vagy a cseréje nehéz és költséges, például a légikereskedelemben vagy az ipari környezetben.

A vastag rétegű rézlemezek nagy rézréteg-vastagsága és speciális alkalmazási területe miatt a tervezés során figyelembe kell venni az elektromos tulajdonságokat, a gyártási kivitelezhetőséget és a megbízhatóságot. A fő szempontok a következők:

· Rézvastagság kiválasztása:

A rézvastagsági előírást az eszköz tényleges áramteher-bírásának és hőelvezetési igényeinek megfelelően kell meghatározni, hogy elkerüljék a túlméretezést és a költségnövekedést. Illesszék a rézvastagságot a kombinálja a vonalszélességgel, és hivatkozzon az IPC-2221 áramvezetési szabványra annak biztosításához, hogy a csúcsáram-átviteli követelmények teljesüljenek.

· Útvonaltervezés:

A nagyáramú áramköröket szélesebbre és vastagabbra kell tervezni, hogy megakadályozzák a túlmelegedést, amelyet túl magas áramsűrűség okozhat. Finomrácsozású alkatrészek és vastag rétegű rézvezetékek csatlakozásánál fokozatos átmeneteket kell kialakítani az impedancia hirtelen változásának csökkentése érdekében. kerülje az éles szögű áramköröket az egész folyamat során, hogy megakadályozza az egyenlőtlen maródást vagy a koncentrált elektromos mezőkből adódó átütést.

· Hőelvezetési tervezés:

A fő hőt termelő területeken tervezzen vastag rézrétegeket hőelvezetésre és rézfelületeket, vagy hagyjon helyet hővezető párna kialakítására, amely külső hűtőeszközökhöz csatlakozik. A hőt több vastag rétegű rézrétegen keresztül vezeti el, hogy elkerülje a helyi hőfelhalmozódást. a nagyáramú átmenő lyukaknál fémzett, megvastagított vagy több párhuzamos lyukból álló kialakítást alkalmazzon a hőelvezetés javítása érdekében.

· Átmenő lyukak és csatlakozások tervezése:

A vastag réz átmenőlyukak növelik a lyuk átmérőjét, és vastagítják a rétréteget a lyuk falán. Szükség esetén vak- vagy eltemetett lyukakat, illetve gyantatömítést kell alkalmazni a fal repedésének megelőzése érdekében. A beültethető komponensek forrasztópárnái méretüket megfelelően növelni kell, hogy biztosítsák a tapadást a vastag rétréteggel. A nagyáramú csatlakozási területeket vékony vezetékek helyett rézzel töltik ki az áramterhelési stabilitás növelése érdekében.

· Impedancia szabályozás:

Az Altium és Cadence szoftverekhez hasonló szimulációs programok segítségével optimalizálják az érvényes vonalszélességet, a távolságot és a dielektrikum vastagságát, hogy ellensúlyozzák a vastag rétrétegek hatását a vonal jellemző impedanciájára. A nagyfrekvenciás jelezési vonalakat és a vastag rézből készült tápvonalakat külön helyezik el, hogy elkerüljék az elektromágneses zavarokat.

· Folyamatkompatibilitás:

A vastag rétegű réz marásának oldalirányú maródási hajlama miatt kompenzációs értéket hagynak meg, hogy biztosítsák az áramkör pontosságát. A nagy folyamatos vastag rézfelületek elkerülése érdekében további hornyokat vagy áttört tervezési elemeket lehet alkalmazni a PCB torzulásának megelőzése céljából. A pad és a rézréteg közötti kapcsolatnál melegpad-szerkezetet alkalmaznak, hogy megakadályozzák a túlzott hőkoncentráció okozta rossz forrasztást hegesztés közben.

· Mechanikai megbízhatóság:

A vastag rétegű réz PCB-khez az eszköz telepítési szerkezetével összhangban tágulási hézagtartalékot hagynak, hogy elkerüljék a hőmérsékletváltozásból eredő deformációt. Vastagított rézrétegeket vagy további merevítő bordákat alkalmaznak az élek vagy terhelésnek kitett területek mentén, hogy növeljék a hajlítással és rezgéssel szembeni ellenállást, így alkalmasak járművekben és ipari irányítórendszerekben előforduló nehéz körülményekre.

· Szigetelés és feszültségállóság:

Állítsa be a vastag rétegű rézvezetékek közötti távolságot a berendezés feszültségállósági követelményeinek megfelelően. Nagyfeszültségű alkalmazásoknál további távolságnövelés szükséges az IPC-2221 szigetelési szabvány szerint. Többrétegű vastag réz alapú NYÁK-ok magas feszültségállóságú dielektrikus anyagokból készülnek az egymás fölötti rétegek közötti átütés megelőzésére.

· Költségoptimalizálás:

Csak a kulcsfontosságú nagyáramú és nagy hőelvezetésű területeken használjon vastag rétegű rézet, a nem kritikus területeken standard rézvastagságot alkalmazzon a teljesítmény és költség kiegyensúlyozása érdekében. Az érett gyártási megoldásokat részesítse előnyben, hogy leegyszerűsítse a bonyolult szerkezeteket és csökkentse a gyártási selejtarányt

· Vezetékszélesség és -távolság

A rézvezetékek szélessége és egymástól való távolsága kulcsfontosságú tényező. Az optimalizálást az áramvezetési igények és a NYÁK teljes elrendezése alapján kell elvégezni.

· Hővezető átmenő lyukak és hőelvezető padok használata

A hővezető átmenő furatok és hővezető tálcák beépítése a tervezésbe javíthatja a hőelvezetés hatékonyságát. Ezek a tervek segítenek a hőforrásokból származó hő elvezetésében az NYÁK-on, így javul a teljes hőelvezetés. kezelés.

A vastag rétegű réteg miatt és különleges alkalmazási helyzetek következtében a vastagrét-s nyomtatott áramkörök (vastag rétegű NYÁK-ok) ellenőrzése és tesztelése három fő dimenziót kell, hogy lefedjen: folyamatminőség, elektromos tulajdonságok és megbízhatóság. A mag tartalma a következő:

Külső megjelenés és gyártási hibák ellenőrzése

· Rétegréteg minősége: Ellenőrizni kell, hogy a vastag rétegréteg nem válik-e le, nem repedezik-e, nem oxidálódik-e, valamint vannak-e élekre maradó drótszálak a vonalak szélén egyenetlen marás miatt (meg kell felelnie az IPC-A-600 szabványnak);

· Süllyesztések és átmenő lyukak: Ellenőrizni kell a süllyesztések síkosságát és tapadását, a falakon lévő rétegréteg vastagságát az átmenő lyukaknál, hogy megfeleljen-e az előírásoknak, továbbá, hogy vannak-e üregek vagy eltolódott lyukak.

· A lap felületi deformációja: Mérje meg a nyomtatott áramkör (PCB) torzulását (a vastag rétegű réz PCB-k hajlamosak torzulni a rétegfeszültség miatt, amelyet 0,75%-on belül kell tartani), és ellenőrizze az elválás vagy légbuborékok jelenlétét.

· Méretpontosság: Ellenőrizze a főbb méreteket, például vonalszélesség, távolság és furatátmérő, hogy biztosan megegyezzenek a tervezési rajzzal (a vastag rézvonalak után marás utáni kompenzációs hiba ≤±0,05 mm legyen).

Elektromos tulajdonságok vizsgálata

· Vezetési és szigetelési vizsgálat (szigetelési feszültségvizsgálat): A vezetékek közötti szigetelést magasfeszültségű szigetelési tesztelővel érzékeli, hogy megakadályozza a vastag rétrétegek közötti túl kis távolság miatti átütést. Ellenőrizze a vezetőképességet és az áramkörök nyitott és rövidzárlati hibáinak kijavítását;

· Terhelhetőségi vizsgálat: Alkalmazzon névleges áramot szimulált működési körülmények között, figyelje a kapcsolás hőmérséklet-emelkedését (vastag réz PCB-k esetén a hőmérséklet-emelkedés a névleges áram mellett ≤20 ℃ legyen), és erősítse meg, hogy nincs túlmelegedési vagy olvadási veszély.

· Impedancia tesztelés: Impedancia analizátor használata a nagyfrekvenciás jelvezeték jellemző impedanciájának észlelésére, annak biztosítása érdekében, hogy a vastag réteg réz hatása az impedanciára megfeleljen a tervezési követelményeknek (hiba ≤±10%);

· Feszültségesés teszt: Mérje meg a vezeték feszültségesését nagy áramú átvitel során a vastag rétegű réz alacsony ellenállású előnyének ellenőrzésére, és kerülje a feszültségesést, amely befolyásolhatja a berendezés teljesítményét.

Automatikus Optikai Ellenőrzés (AOI)

Az Automatikus Optikai Ellenőrzés (AOI) korszerű képalkotó technológiát alkalmaz olyan hibák észlelésére, amelyek szabad szemmel nem láthatók.

· Nagy felbontású képalkotás: Az AOI rendszer nagy felbontású képeket készít a NYÁK-ról, és összehasonlítja azokat a tervezési előírásokkal.

· Hibafelismerés: Ez a rendszer automatikusan azonosíthatja a problémákat, mint például rövidzárlatok, szakadások, vezetékek elvékonyodása és rossz illesztés.

· Pontosság: Az AOI magas pontosságot nyújt, így akár a legkisebb hibák is észlelhetők és kijavíthatók.

Hibakeresési teszt

· Termikus ciklusvizsgálat: Ciklusvizsgálat -40 ℃ és 125 ℃ közötti hőmérséklet-tartományban (≥1000 alkalommal) a vastag réteg réz tapadási stabilitásának ellenőrzésére az alapanyaggal és a padokkal szemben, rétegződés vagy repedés nélkül.

· Hőcsapás-vizsgálat: Gyors váltás magas és alacsony hőmérsékletű környezetek között (hőmérséklet-különbség ≥80 ℃) a PCB hirtelen hőmérsékletváltozásokkal szembeni ellenállásának ellenőrzésére, alkalmas olyan nehéz körülmények közötti használatra, mint az autóipar és ipari irányítás.

· Rezgés- és mechanikai szilárdsági vizsgálat: A szállítás és használat során fellépő rezgés (frekvencia 5–500 Hz) és ütés szimulálása annak ellenőrzésére, hogy a vastag réz áramkör megszakadt-e, illetve leesett-e a fúrt lyukak kötése.

· Korrózióállósági teszt: Ellenőrizze a vastag rétegű réteg oxidáció- és korrózióállóságát sópermetes próbával (semleges sópermet, 48–96 óra) vagy nedves hőpróbával (85 ℃/85% RH, 1000 óra).

· Forrasztási megbízhatósági teszt: Az SMT/lyukasztott lyukas forrasztás elvégzése után ellenőrizze a forrasztott kapcsolatok és a vastag répadok közötti tapadási szilárdságot, és győződjön meg arról, hogy nincs hidegforrasztás vagy leválás (a forrasztási varratok mikroszerkezete metallográfiai metszetek segítségével elemezhető).

Speciális teljesítményellenőrzés

· Hőelvezetési teljesítményteszt: A hőkamera segítségével észleli a nyomtatott áramkör teljes terhelés alatti hőmérséklet-eloszlását annak ellenőrzésére, hogy a vastag rétegű réteg milyen hatást fejt ki a hőelvezetésben.

· Gyúlékonyságvizsgálat: Nagy teljesítményű alkalmazási helyzeteknél a nyomtatott áramkör gyúlékonysági osztályát az UL94 szabvány szerint vizsgálják (legalább V-0 szintnek kell elérnie);

· Tapadáspróba: Százrácsos próba vagy húzószilárdsági vizsgálat alkalmazása a vastag rétegű rézréteg és az alapanyag közötti tapadás ellenőrzésére (≥1,5 N/mm).

A vastag rétegű réznyomtatott áramkörök nagy áramterhelhetőségükkel, kiváló hőelvezetéssel és magas mechanikai szilárdsággal rendelkeznek, ezért elsősorban nagy áramátvitelt, nagy teljesítményleadást vagy nehéz üzemeltetési körülményeket igénylő területeken használatosak. a főbb alkalmazási területek a következők:

Az új energiaforrású járművek területén

Kulcsfontosságú alkatrészek: Járműfedélzeti töltő, akkumulátor-kezelő rendszer, motorvezérlő, DC/DC átalakító, töltőállomás-modul.

Alkalmazás oka: Nagy áramok (tízes, százas amper-tartomány) továbbítására van szükség, váltakozó magas és alacsony hőmérsékletekkel és rezgésekkel szembeni ellenálló képességre. A vastag rétegű réz NYÁK-ok biztosítják a stabil átvitelt és hatékony hőelvezetést, alkalmasak a járművek kemény körülményeihez.

Ipari vezérlés és teljesítményberendezések

Alkatrészek: frekvenciaváltó, szervohajtás, UPS tápegység, ipari teljesítménymodul, nagyfeszültségű elosztószelevezés vezérlőkártyája, villamos hegesztőgép fővezérlő kártyája.

Alkalmazás oka: Az ipari irányítóberendezések gyakran magas teljesítménykimenetet igényelnek. A vastag rétegű réz nyomtatott áramkörök csökkenthetik az ellenállási veszteségeket, megakadályozhatják a túlmelegedést, ugyanakkor ellenállnak a mechanikai rezgéseknek és az elektromágneses zavaroknak, növelve ezzel a berendezések megbízhatóságát.

Orvostechnikai terület

Alkatrészek: Orvosi tápegységek, lélegeztetőkészülék teljesítménymoduljai, elektrosebészeti műszerek vezérlőkártyái.

Alkalmazás oka: Az orvosi berendezéseknek rendkívül magas követelményeket támasztanak a tápellátás stabilitásával és biztonságával kapcsolatban. A vastag rétegű réz nyomtatott áramkörök alacsony feszültségesést, magas hőelvezetést biztosítanak, és megfelelnek az orvostechnikai ipar szigorú szigetelési és feszültségállósági szabványaiknak.

Repülőgépipar és katonai ipar területe

Alapvető komponensek: Légijárművek energiaellátó rendszere, radar indítómodul, rakéta vezérlőegység, műhold energiaellátó egység.

Alkalmazás oka: A szélsőséges hőmérsékletekhez, erős rezgésekhez és sugárzási környezethez való alkalmazkodáshoz a vastag rétegű réz nyomtatott áramkörök (PCB) nagy mechanikai szilárdsága és stabil elektromos teljesítménye biztosítja a berendezések normál működését kemény körülmények között.

Nagy teljesítményű fogyasztási és kereskedelmi berendezések

Alapvető komponensek: Energia-tároló inverter, fotovoltaikus inverter, nagy teljesítményű háztartási készülék vezérlőlapja (például indukciós főzőlap, elektromos sütő), adatközpont energia modul.

Alkalmazás oka: A nagy teljesítményű berendezések sok hőt termelnek és nagy áramerősséggel rendelkeznek. A vastag réz rétegű nyomtatott áramkörök gyorsan elvezetik a hőt, megakadályozzák az áramkör túlterhelését és kiégését, így meghosszabbítják a berendezések élettartamát.

A vasúti közlekedés területe

Alapvető komponensek: Vonat hajtáskonverter, sínpálya energiaellátó rendszer, jelzésvezérlő modul.

Alkalmazás oka: A vasúti közlekedési berendezéseknek ellen kell állniuk hosszú ideig tartó rezgésnek, magas és alacsony hőmérsékletnek, valamint gyakori indítási-leállítási nagy áramterhelésnek. Az áramerősség-vezetési képesség és a mechanikai megbízhatóság szempontjából a vastag rétegű réz nyomtatott áramköri lapok képesek kielégíteni ezt a követelményt.