PCB עם נחושת כבדה

מהו PCB עם נחושת כבדה?

PCB עם נחושת כבדה, הידוע גם בשם PCB עם נחושת עבה, הוא סוג מיוחד של PCB שעוביו של פולי הנחושת בו הוא ≥2 אונקיות. מפרטים נפוצים נעים בין 2 אונקיות ליותר מ-10 אונקיות. הליבה הן יכולת העברת זרם חזקה יותר, ביצועי פיזור חום ועומס מכני. נדרשים תהליכי ציפוי ואטימה מיוחדים לייצור, כדי להבטיח אחידות ודבקות של הנחושת העבה שכבה. בהשוואה ל-PCB רגילים, ל-PCB עם נחושת כבדה יש יכולת העברה גבוהה יותר של זרם, פיזור חום מצוין ורמת קושי תהליך גבוהה יותר. הם בעיקר בתרחישים כגון ציוד חשמלי, ממירי תדר לבקרת תעשייתית, מערכות בקרה אלקטרוניות לרכב אנרגיה חדשה ומודולי הספק לציוד רפואי הדורשים העברת זרם גדול, תפוקת הספק גבוהה או פיזור חום חזק. לוחות פסיביים רגילים מתאימים בעיקר לאלקטרוניקה לצרכן ולמכשירים בעלי הספק נמוך.

היתרונות המרכזיים של pcb בנחושת עבה מתמקדים בהתאמתם לתרחישים של זרם גבוה והספק גבוה, כפי שניכר בסוגים הבאים:

· יכולת העברת זרם על-עוצמתית:

השכבה העבה של נחושת (≥2 אונקיות) יכולה לשאת זרמים גדולים של עשרות עד מאות אמפר, מה ש dobly טוב יותר מ-PCB רגילים. היא יכולה לעמוד בדרישות העברת זרם של מוצרים בעלי הספק גבוה כגון ציוד חשמלי ומערכות בקרת אלקטרוניים לרכב חדש אנרגיה, ולמנוע חימום ונ burning של הקוות שנגרם עקב עיכוב זרם.

· ביצועי פיזור חום ausgezeichnetים:

נחושת בעלת מוליכות תרמית ausgezeichnetה. שכבה עבה יותר של נחושת מהווה מוליך חום מעולה, וכفاءת פיזור החום שלה גבוהה בהרבה מזה של PCB סטנדרטי. השכבה המוגדלת של נחושת יכולה להעביר במהירות את החום שנוצר במהלך פעולת המעגל, ומצמצמת בצורה יעילה את טמפרטורת הפנים של הלוח, מקטינה את הנזק לרכיבים ולמעגלים שנגרם בגלל התיישנות תרמית, ומשפרת את היציבות ואת אורך החיים של המוצר.

· עמידות מכנית גבוהה יותר:

יתרון עיקרי נוסף של לוחות פלטת עם נחושת גבוהה הוא עמידותם המכנית הגבוהה יותר. השכבה העבה של נחושת מגבירה את העמידות הפיזית של ה-PCB, מה שעושה אותה עמידה יותר בפני כיפוף וmieper, ולכן מסוגלת יותר לעמוד במתחים פיזיים כגון כיפוף, רטט ומכות מכניות. ניתן להתאים אותה לתנאי עבודה קשים הכוללים רטט תכוף, כמו ציוד בקרת תעשייתי וסביבות רכב, ובכך להפחית את סיכון לשבירת קווים.

· עמידות בהולכה חשמלית יציבה

השכבה העבה של נחושת מפחיתה את אובדן ההתנגדות במהלך העברת הזרם, מפחיתה את נפילת המתח ומבטיחה יציבות בהעברת אותות וספק כוח במעגל. היא מתאימה במיוחד לציוד רפואי ומערכות בקרה תעשייתיות עם דרישות גבוהות לדיוק אספקת החשמל.

· תמיכה בעיצוב משולב:

ניתן להשיג שילוב של מעגלים בעלי זרם גבוה ומעגלי אותות מדויקים, מה שמפחית את הצורך בפנסים חיצוניים, שונטים ורכיבים אחרים, מפשט את מבנה המוצר ושיפור ניצול החלל.

· הארכת מחזור חיים

קיבולת העברת זרם גבוהה יותר, ניהול יעיל יותר של פיזור חום ועמידות מכנית חזקה יותר מאריכים את זמן השימוש ב-PCB נחושת עבה. ללוחות האלה פחות סיכוי להיפגע מבחינה תרמית או מכנית, ובכך מובטח פעילות תקינה לאורך זמן ממושך. אמינות זו היא קריטית בתחומים שבהם תחזוקה או החלפה הן קשות ויקרות, כגון בתעופה וחלל או סביבות תעשיתיות. נפח זה הוא חשוב במיוחד בשדות יישום שבהם תחזוקה או החלפה הן קשות ויקרות, כגון בתעופה וחלל או סביבות תעשיתיות.

בשל שכבת הנחושת העבה ותרחישי יישום מיוחדים, הבדיקה והאימות של לוחות מעגלים מודפסים עם נחושת כבדה (לוחות עם נחושת עבה) צריכים לכסות שלושה ממדים מרכזיים: איכות תהליך, ביצועים חשמליים, ו אמינות. התכנים המרכזיים הם כדלקמן:

בדיקת מראה וחסרונות בתהליך

· איכות שכבת הנחושת: לבדוק אם שכבת הנחושת העבה מתנתקת, סדוקה, מחוסלת, וכן האם קיימים קוצים בקצה הקו עקב חריטה לא אחידה (יש לעמוד בתקן IPC-A-600);

· פדים וחורים: לוודא את השטחность וההדבקות של הפדים, האם עובי שכבת הנחושת בקירות החורים עומד בסטנדרט, וכן האם קיימים חללים או חורים שלא בהזזה.

· עיוות משטח הלוח: מדידת עיוות ה-PCB (לוחות PCB עם נחושת עבה נוטים לעוות עקב מתח בשכבות הנחושת, ועיוות זה צריך להישמר תחת 0.75%), ובדיקה של נתק שכבות או בועות.

· דיוק ממדים: בדיקה של ממדים קריטיים כגון רוחב קו, רווחים וקוטר חור כדי להבטיח התאמה לתרسימים העיצוב.

בדיקת ביצועים חשמליים

· בדיקת מוליכות ובודדות (בדיקת מתח גבוה - Hi-Pot): זיהוי בידוד בין הקווים בעזרת מד בידוד במתח גבוה, כדי למנוע קצר вследствие רווח לא מספיק בין שכבות נחושת עבות. אימות מוליכות ו איתור ופתרון תקלות של מעגל פתוח וקצר;

· בדיקת יכולת העברת זרם: הפעלת הזרם הנומינלי בתנאי עבודה סימולטיים, ניגון על עליית חום של המעגל, לтвердד כי אין סיכון של חימום יתר או התכה.

· בדיקת אימפדנס: שימוש במנתח אימפדנס כדי לגלות את אימפדנס המאפיין של קו הסיגנל בתדר גבוה, כדי להבטיח שההשפעה של שכבת הנחושת העבה על האימפדנס עומדת בדרישות העיצוב (שגיאה ≤±10%);

· בדיקת נפילת מתח: מדידת נפילת המתח בקו תחת העברה של זרם גבוה, gun verifying את היתרונות של עמידות נמוכה בשכבת הנחושת העבה ולמנוע הפסד מתח שמזהם את ביצועי הציוד.

בודק بصרי אוטומטי (AOI)

בודק بصרי אוטומטי (AOI) משתמש בטכנולוגיית הדמיה מתקדמת לזיהוי פגמים שעלולים לא להיות גלויים לעין הרעיה.

· הדמיה ברזולוציה גבוהה: המערכת של AOI צופסת תמונות ברזולוציה גבוהה של הלוח (PCB) ומשווה אותן עם مواصفות העיצוב.

· זיהוי פגמים: המערכת יכולה לזהות באופן אוטומטי בעיות כגון קצר, נתק, דקיקות של עקارات או חוסר יישור.

· דיוק: AOI מציע דיוק גבוה, מה שמבטיח שכל פגמים קטנים ביותר יזוהו וייפתרו.

בדיקת אמינות

· בדיקת מחזור חום: בדיקת מחזור בטווח טמפרטורות של 40-℃ עד 125℃ (1000 פעמים ומעלה) כדי לבדוק את יציבות החיבור של שכבת הנחושת העבה עם התשתית והפדים, ללא נטישות או סדקים.

· בדיקת הלם תרמי: מעבר מהיר בין סביבות טמפרטורה גבוהות ונמוכות (הפרש טמפרטורות ≥80℃) כדי לאמת את עמידות ה-PCB בפני שינויי טמפרטורה פתאומיים, מתאים לסצנות קשות כגון באוטומotive ו- בקרה תעשייתית.

· בדיקות רעידה ועמידות מכנית: סימולציה של רעידה (תדירות 5~500Hz) ומכה במהלך הובלה ושימוש, כדי לבדוק אם המעגל האלקטרוני בנחושת עבה נשבר או האם החורים העביירים נפלו.

· בדיקת עמידות בתהום: אימות עמידות החומר בפני חמצון ותהום באמצעות בדיקת ריסוס מלח (ריסוס מלח ניטראלי, 48 עד 96 שעות) או בדיקת לחות וחום (85 מעלות צלזיוס/85% יחסית לחות, 1000 שעות).

· בדיקת אמינות הלחטמה: לאחר השלמת הלחטמה SMT/דרך חור, בדיקה של עוצמת האיגוד בין הלחטמות לבין פדים עבים של נחושן, ודאות שלא קיימת חטם מזויף או התנתקות .

אימות ביצועים מיוחדים

· בדיקת ביצועי פיזור חום: זיהוי התפלגות החום על הסף(PCB) בתנאי עומס מלא באמצעות מצלמת חום, guni לאימות יעילות פיזור החום של שכבת הנחושת העבה.

· בדיקת דליקות: עבור יישומי עוצמה גבוהה, נבדקת דרגת עיכוב הדלקות של הסף(PCB) לפי תקני UL94 (לפחות דרגת V-0);

· מבחן דבק: מוחל מבחן רשת מאה או מבחן משיכה כדי לאמת את הדבקות בין שכבת הנחושת העבה לבין התשתית (≥1.5N/מ"מ).

פלטות חשמatz עם נחושת עבה, בעלות כושר ניסור זרם חזק, פיזור חום מצוין ועמידות מכנית גבוהה, משמשות בעיקר בתחומים הדורשים העברת זרמים גדולים, תפוקת הספק גבוהה או תנאים קשים תנאי עבודה. התרחישים המרכזיים הם כדלקמן:

בתחום כלי רכב חדשים לאנרגיה

רכיבים מרכזיים: מטען מותקן ברכב, מערכת ניהול סוללות, בקר מנוע, מומר DC/DC, מודול עמוד טעינה.

סיבת יישום: יש צורך בהעברת זרמים גדולים, עמידות בטמפרטורות גבוהות ונמוכות לסירוגין ובערורים. PCB נחושם עבה יכול להבטיח העברה יציבה של הספק ופיזור חום יעיל והן מתאימות לסביבה הקשה של כלי רכב.

בקרת תעשייה וציוד חשמלי

רכיבים מרכזיים: ממיר תדר, נהג סרוו, אספקת חשמל של UPS, מודול חשמל תעשייתי, שלט של Schrank הפצה בoltage גבוה, שלט בקרה מרכזי של מכונת ריתוך חשמלית.

סיבת יישום: ציוד בקרה תעשייתי לרוב מחייב תפוקת חשמל גבוהה. PCBs עם נחושת עבה יכולים להפחית את אובדן התנגדות הקו, למנוע חימום יתר, וכן לעמוד בפני רעידה מכנית ותנודות אלקטרו-מגנטיות הגברת אמינות הציוד.

תחום ציוד רפואי

רכיבים מרכזיים: ספקי כוח רפואיים, מודולי כוח למכונות הנשמה, לוחות בקרה למכשירי כירורגיה אלקטרונית.

סיבת יישום: לציוד רפואי יש דרישות גבוהות במיוחד ליציבות ולבטיחות אספקת החשמל. PCBs עם נחושת עבה יכולים להשיג ירידת מתח נמוכה, פיזור חום גבוה, ולעמוד בדרישות החזקות של ענף הרפואה בתחום הבידוד והמתח הסף תקנים של התעשייה הרפואית.

תחומים של תעופה וחלל ותעשייה צבאית

רכיבים מרכזיים: מערכת אספקת חשמל עפה, מודול שיגור של רדאר, לוח בקרה של טיל, יחידת אספקת חשמל ללווין.

סיבת יישום: כדי להתאים לעומסים קיצוניים, רעידות חזקות וסביבות קרינה, עמידות מכנית גבוהה וביצועים חשמליים יציבים של שלוחות פלטת נחושת עבות יכולות להבטיח את התפעול התקין של הציוד בתנאים קיצוניים.

ציוד צרכני ומסחרי בעל הספק גבוה

רכיבים מרכזיים: אינוורטר אגירת אנרגיה, אינוורטר פוטו-וולטאי, לוח בקרה למכשירי חשמל בעלי הספק גבוה (כגון תנורי אינדוקציה, תנורי חימום חשמליים), מודול חשמל למרכז נתונים.

סיבת יישום: ציוד בעל הספק גבוה מפיק הרבה חום וזרם גבוה. שלוחות פלטת נחושת עבות יכולות לקלוט חום במהירות, למנוע עומס יתר על המעגל ושריפה, ולארוך את אורך החיים של הציוד.

תחום התחבורה הרכבתית

רכיבים מרכזיים: ממיר משיכה של רכבת, מערכת אספקת חשמל למסילה, מודול בקרת אותות.

סיבת יישום: ציוד תחבורה רכבתית צריך לעמוד בסיכון לרטט לטווח ארוך, טמפרטורות גבוהות ונמוכות, והשפעות של זרם גדול עקב התנעה והשהייה תכופות. יכולת העברת הזרם והאמינות המכנית של PCBs עם נחושת עבה יכולה לעמוד בדרישה זו.