Tiešā vara PCB

Smags vara PCB, ko bieži sauc par biezu vara PCB, ir īpašs PCB veids ar vara folijas biezumu ≥2 uncēm (70 μm, kas ievērojami pārsniedz parasto PCB 1 unci/35 μm). Izcelsme parasti ir no 2 līdz vairāk nekā 10 uncēm. Tā galvenās īpašības ir lielāka strāvas pārvadīšanas spēja, siltuma izkliedes veiktspēja un mehāniskā izturība. Ražošanai nepieciešamas speciālas elektrolītiskās pārklājuma un ēdēšanas tehnoloģijas, lai nodrošinātu biezas vara viendabīgumu un saistīšanos. slānis. Salīdzinot ar parastajām PCB, biezas vara PCB ir lielāka strāvas pārvadītspēja (spējīgas pārvadāt desmitiem līdz simtiem ampēru strāvas), izcila siltuma novadīšana un augstāka izgatavošanas sarežģītība. Tās galvenokārt tiek izmantotas tādās situācijās kā enerģētikas aprīkojums, rūpnieciskie vadības frekvenčpārveidotāji, jaunās enerģijas transportlīdzekļu elektroniskās vadības sistēmas un medicīniskās iekārtas barošanas moduļi, kuros nepieciešama liela strāvas pārvade, augsta jauda vai spēcīga siltuma novadīšana. Parastās PCB galvenokārt piemērotas patēriņa elektronikai un zemas jaudas ierīcēm.

Biezas vara PCB galvenie priekšrocības koncentrējas to pielāgotspējā augststrāvas un augstas jaudas scenārijiem, kas konkrēti atspoguļojas šādos aspektos:

· Ļoti liela strāvas pārvadītspēja:

Bieza vara kārta (≥2 uncijas) var pārvadāt desmitiem līdz simtiem ampēru lielu strāvu, kas ir ievērojami labāk nekā parastās PCB. Tā var apmierināt augstas jaudas produktu, piemēram, enerģētikas aprīkojuma un jaunas paaudzes energoefektīvu transportlīdzekļu elektroniskās vadības sistēmu, strāvas pārraides prasības un novērst līniju sasilšanu un sadedzināšanu, ko izraisa strāvas pārsloga.

· Izcila siltuma izkliedes veiktspēja:

Varsam ir izcila siltumvadītspēja. Biezāka vara kārta ir izcils siltuma vadītājs, un tās siltuma izkliedes efektivitāte ir daudz augstāka nekā standarta PCB. Biezāka vara kārta var ātri novadīt siltumu, kas rodas ķēdes darbības laikā, efektīvi samazinot plates virsmas temperatūru, minimizējot komponentu un ķēžu bojājumus, ko izraisa termiskā novecošanās, kā arī uzlabojot produkta stabilitāti un kalpošanas laiku.

· Augstāka mehāniskā izturība:

Vēl viena svarīga augsta vara PCB priekšrocība ir to lielāka mehāniskā izturība. Bieza vara kārta uzlabo PCB fizisko izturību, padarot to izturīgāku pret liešanu un triecieniem, tādējādi palielinot spēju izturēt mehāniskas slodzes, piemēram, liešanos, vibrācijas un mehāniskos triecienus. Tas var pielāgoties grūtiem darba apstākļiem ar biežām vibrācijām, piemēram, rūpniecības vadības iekārtās un transportlīdzekļos, samazinot līnijas pārrāvuma risku.

· Stabila elektriskās vadītspējas uzticamība

Bieza vara kārta samazina pretestības zudumus strāvas pārraidē, pazemina sprieguma kritumu un nodrošina stabilitāti signāla un enerģijas pārsūtīšanā shēmās. Tā īpaši piemērota medicīniskajām ierīcēm un precīzām rūpniecības vadības sistēmām, kurām ir augsti prasības barošanas avota precizitātei.

· Integrētas dizaina atbalsts:

Tas ļauj sasniegt integrētu augstsprieguma shēmu un precīzu signālu shēmu izkārtojumu, samazinot nepieciešamību pēc ārējiem siltuma izkliedētājiem, strāvas rezistoriem un citām sastāvdaļām, vienkāršojot produkta struktūru un uzlabojot telpas izmantošanu.

· Pagarināt kalpošanas laiku

Augstāka strāvas noslodze, labāka siltuma izkliedes pārvaldība un lielāka mehāniskā izturība kopīgi pagarina biezas vara PCB kalpošanas laiku. Šīs plates nav slinkas pret termisko vai mehānisko bojājumiem, tādējādi nodrošinot to normālu darbību ilgāku laiku. Šī uzticamība ir ļoti svarīga pielietošanas jomās, kur apkope vai nomaiņa ir sarežģīta un dārga, piemēram, aviācijas vai rūpnieciskās vides apstākļos.

Tā kā biezu vara PCBs ir liela vara kārtas biezums un specifiskas pielietošanas situācijas, dizainā jāievēro elektriskās īpašības, tehnoloģiskā realizējamība un uzticamība. Galvenie apsvērumi ir šādi:

· Vara biezuma izvēle:

Vara biezuma specifikāciju vajadzētu noteikt, pamatojoties uz iekārtas faktisko strāvas pārvadītspēju un siltuma novadīšanas prasībām, lai izvairītos no pārmērīga dizaina un izmaksu palielināšanās. Sakļaut vara biezumu kombinācija ar līnijas platumu un atsaucoties uz strāvas pārvadīšanas standartu IPC-2221, lai nodrošinātu maksimālās strāvas pārsūtīšanas prasības.

· Maršruta izveide:

Lielstrāvas ķēdes ir jāpaplašina un jāpastiprina, lai novērstu pārkaršanu, ko izraisa pārmērīgi augsta strāvas blīvums. Savienojumos starp mazā piķa komponentiem un biezas vara ķēdēm ir jāizveido pakāpeniskas pārejas, lai samazinātu pēkšņas impedances izmaiņas. Visā procesā jāizvairās no asiem leņķiem, lai novērstu nevienmērīgu ēdamvielu vai koncentrētu elektrisko lauku, kas var izraisīt bojājumus.

· Siltuma izkliedes izveide:

Galvenajām siltumu radošajām zonām ir jāplāno biezas vara siltuma izkliedes un vara pielietošanas zonas vai jāparedz siltuma vadīšanas spilventiņi, lai savienotos ar ārējiem siltuma izkliedes ierīcēm. Siltums tiek izkliedēts caur vairākiem bieziem vara slāņiem, lai izvairītos no vietēja siltuma uzkrāšanās. Lielstrāvas caurumi izmanto metālizētu pastiprinātu vai daudzu paralēlu caurumu dizainu, lai uzlabotu siltuma izkliedi.

· Caurlaides un savienojumu izveide:

Biezas vara vārti palielina caurules diametru un sabiezē vara kārtu uz sienas. Ja nepieciešams, jāizmanto aizslēgtas vai rezinas aizbāznes, lai novērstu sienas plaisāšanu. Iebūvējamās komponentu lodēšanas uzgriezniem jābūt atbilstoši paplašinātiem, lai nodrošinātu lodēšanas līmēšanos ar biezo vara kārtu. Augstas strāvas savienojuma zona ir aizpildīta ar varu, nevis ar tieviem vadiem, lai uzlabotu strāvas pārvadīšanas stabilitāti.

· Impedances regulēšana:

Izmantojot simulācijas programmatūru, piemēram, Altium un Cadence, tiek optimizēti līnijas platums, attālums un dielektriskā kārtas biezums, lai kompensētu biezo vara kārtu ietekmi uz līnijas raksturojošo impedansi. Augstfrekvences signāllīnijas un biezas vara enerģijas līnijas ir izvietotas atsevišķi, lai izvairītos no elektromagnētiskās traucēšanas.

· Procesa savietojamība:

Ņemot vērā to, ka biezas vara ēdēšana ir pakļauta sānu ēdamai, rezervē ēdēšanas kompensācijas daudzumu, lai nodrošinātu shēmas precizitāti. Lai izvairītos no lieliem nepārtrauktiem bieziem vara apgabaliem, var pievienot papildu rievas vai izgriezt dizainus, lai novērstu PCB līkni. Savienojums starp kontaktligzdu un vara kārtu izmanto karstu ligzdas struktūru, lai novērstu viltus lodēšanu, kas izraisīta ar siltuma koncentrāciju lodēšanas laikā.

· Mekhāniskā uzticamība:

Rezervējiet izplešanās atļauju biezām vara PCB kopā ar iekārtas uzstādīšanas struktūru, lai izvairītos no deformācijas, ko izraisa temperatūras izmaiņas. Biezākas vara kārtas vai papildu pastiprinājuma ribas tiek pievienotas malās vai slodzes zonās, lai palielinātu pretestību liekšanai un vibrācijām, tādējādi piemērojoties smagiem darba apstākļiem, piemēram, transportlīdzekļos un rūpnieciskās vadības sistēmās.

· Izolācija un izturība pret spriegumu:

Regulējiet biezo vara līniju attālumu atbilstoši iekārtas izturības sprieguma prasībām. Augsta sprieguma scenārijos palieliniet attālumu saskaņā ar IPC-2221 izolācijas standartu. Daudzslāņu biezas vara PCB izgatavotas no augsta sprieguma izturīgiem dielektriskiem materiāliem, lai novērstu slāņu starpnesējsabrukumu.

· Izmaksu optimizācija:

Biezu varu izmanto tikai galvenajās lielās strāvas un lielās siltuma izkliedes zonās, savukārt nestandarta zonās saglabā standarta vara biezumu, lai sasniegtu līdzsvaru starp veiktspēju un izmaksām. Dod priekšroku nobriedušu procesu risinājumu izmantošanai, lai vienkāršotu sarežģītas konstrukcijas un samazinātu ražošanas izdevīguma zudumus

· Līnijas platums un attālums

Vara vadiņu platums un attālums ir galvenie faktori. Optimizācija jāveic, balstoties uz strāvas pārvadīšanas prasībām un PCB kopējo izkārtojumu.

· Izmantojiet siltumvadošas caurules un siltumvadošos kontaktlaukus

Termales vadāmības caurules un termāli vadāmības paklāji dizainā var uzlabot siltuma izkliedes efektu. Šie risinājumi palīdz novērst siltumu no karstajām vietām uz PCB, tādējādi uzlabojot vispārējo siltuma izkliedi vadība.

Sakarā ar biezto vara slāni un speciālajiem pielietojuma scenārijiem, smago vara drukāto platīšu (biezas vara PCB) inspekcijai un testēšanai jāaptver trīs galvenas dimensijas: procesa kvalitāte, elektriskā veiktspēja un uzticamība. Galvenie saturi ir šādi:

Izskata un procesa defektu pārbaude

· Vara slāņa kvalitāte: Pārbaudīt, vai biezais vara slānis nav atdalījies, saplaisājis, oksidējies, kā arī vai līnijas malās nav uzkalnu, kas radušās nevienmērīgas ēšanas dēļ (tam jāatbilst IPC-A-600 standartam);

· Kontaktlauciņi un caurules: Pārbaudīt kontaktlauciņu gludumu un saistību, vai vara slāņa biezums caurulīšu sienās atbilst standartiem un vai tajās nav dobumu vai nesakritīgu caurumu.

· Plāksnes virsmas deformācija: Izmeasureiet PCB izliekumu (biezās vara PCB dēļ vara slāņa sprieguma ir tendence izliekties, kas jākontrolē ietvaros līdz 0,75%) un pārbaudiet, vai nav slāņojuma vai burbuļu.

· Izmēru precizitāte: Pārbaudiet galvenos izmērus, piemēram, līnijas platumu, atstatumu un caurumu diametru, lai nodrošinātu to atbilstību konstrukcijas zīmējumiem (ļauna kompensācijas kļūda pēc ēdēšanas biezām vara līnijām jābūt ≤±0,05 mm).

Elektrisko parametru pārbaude

· Pārvadītspējas un izolācijas pārbaude (Hi-Pot pārbaude): Izolācija starp līnijām tiek noteikta, izmantojot augstsprieguma izolācijas pārbaudītāju, lai novērstu izlādi, ko var izraisīt nepietiekams attālums starp biezām vara slāņiem. Pārbaudiet pārvadītspēju un diagnostizējiet atvērtas ķēdes un īssavienojuma kļūdas;

· Strāvas pārvadītspējas pārbaude: Piemērojiet nominālo strāvu, simulējot faktiskos darba apstākļus, uzraugiet ķēdes temperatūras paaugstināšanos (biezām vara PCB temperatūras paaugstināšanās pie nominālās strāvas jābūt ≤20℃), un apstipriniet, ka nav pārkaršanas vai kūšanas riska.

· Pretestības testēšana: Izmantojiet pretestības analizatoru, lai noteiktu augstfrekvences signālla līnijas raksturīgo pretestību, lai nodrošinātu, ka biezas vara slāņa ietekme uz pretestību atbilst konstrukcijas prasībām (kļūda ≤±10%);

· Sprieguma krituma tests: Izmeasuret sprieguma kritumu vadā pie liela strāvas pārraidīšanas, lai pārbaudītu bieza vara slāņa zemo pretestību un izvairītos no sprieguma zudumiem, kas ietekmē aprīkojuma veiktspēju.

Automātiska optiskā pārbaude (AOI)

Automātiska optiskā pārbaude (AOI) izmanto jaunāko attēlveidošanas tehnoloģiju, lai noteiktu defektus, kurus nevar redzēt ar neapbruņotu aci.

· Augstas izšķirtspējas attēlveidošana: AOI sistēma uzņem augstas izšķirtspējas attēlus no PCB un salīdzina tos ar dizaina specifikācijām.

· Defektu noteikšana: Šī sistēma automātiski var identificēt problēmas, piemēram, īssavienojumus, pārtrauktas ķēdes, vada trasienu plānināšanu un nesakritības.

· Precizitāte: AOI nodrošina augstu precizitāti, garantējot, ka pat vismazākās kļūdas var tikt noteiktas un novērstas.

Uzticamības pārbaude

· Termiskās cikliskās pārbaudes: Cikla pārbaude temperatūras diapazonā no -40 ℃ līdz 125 ℃ (≥1000 reizes), lai pārbaudītu biezas vara kārtas saistību ar pamatni un kontaktligzdām, neļaujot atslāņošanās vai plaisāšanai.

· Termiskās triecienu pārbaudes: Ātra pārslēgšanās starp augstas un zemas temperatūras vidi (temperatūras starpība ≥80 ℃), lai pārbaudītu PCB izturību pret pēkšņām temperatūras izmaiņām, piemērots grūtiem scenārijiem, piemēram, automašīnās un rūpniecības vadībā.

· Vibrācijas un mehāniskās izturības pārbaudes: Vibrācijas (frekvence 5~500 Hz) un triecienu simulēšana transportēšanas un lietošanas laikā, lai pārbaudītu, vai biezas vara shēma nav pārrauta un vai caurules nav atdalījušās.

· Korozijas izturības pārbaude: Pārbaudiet biezas vara slāņa oksidēšanās un korozijas izturību, izmantojot siltsspray pārbaudi (neitrālais siltsspray, 48 līdz 96 stundas) vai mitruma siltuma pārbaudi (85℃/85% mitrums, 1000 stundas).

· Piedzīšanas uzticamības pārbaude: Pabeidzot SMT/caurumu piedzīšanu, pārbaudiet saistīšanās stiprumu starp piedzītiem un biezajiem vara padevejiem un nodrošiniet, ka nav viltus piedzīšanas vai atlodēšanas (metāla struktūru piedzītes var analizēt, izmantojot metalografiskos šķērsgriezumus).

Īpašas veiktspējas verifikācija

· Siltuma novadīšanas veiktspējas pārbaude: Termoattēlu ierīce tika izmantota, lai noteiktu PCB temperatūras sadalījumu pilnas slodzes apstākļos, lai pārbaudītu biezā vara slāņa siltuma novadīšanas efektivitāti.

· Ugunsizturības pārbaude: Augstspēkstehniskām lietojumprogrammām tiek pārbaudīts PCB ugunsizturības klase saskaņā ar UL94 standartiem (vismaz sasniedzot V-0 līmeni);

· Līmēšanās pārbaude: Lai pārbaudītu saistīšanos starp biezo vara kārtu un pamatni (≥1,5 N/mm), tiek izmantota simtsrežģa pārbaude vai stiepes pārbaude.

Biezas vara drukātās platēs ar to lielo strāvas pārvadītspēju, izcilu siltuma novadīšanu un augsto mehānisko izturību galvenokārt tiek izmantotas jomās, kurās nepieciešama liela strāvas pārvade, augsta jauda vai smagas darba apstākļi. Galvenie pielietojuma scenāriji ir šādi:

Jaunās enerģijas transportlīdzekļu jomā

Galvenie komponenti: Uzmontētais uzlādētājs, baterijas pārvaldības sistēma, motoru regulators, DC/DC pārveidotājs, uzlādes stacijas modulis.

Lietošanas iemesls: Tām jāpārvada lielas strāvas (desmiti līdz simtiem ampēru), jāiztur mainīgi augstas un zemas temperatūras apstākļi un vibrācijas. Biezas vara PCB nodrošina stabilu enerģijas pārvadi un efektīvu siltuma novadīšanu, un tās ir piemērotas transportlīdzekļu smagajiem ekspluatācijas apstākļiem.

Rūpniecības vadība un enerģētiskās iekārtas

Galvenie komponenti: frekvences pārveidotājs, servovadības bloks, UPS barošanas avots, rūpnieciskais enerģijas modulis, augstsprieguma sadalīšanas skapja vadības plate, elektriskās metināšanas mašīnas galvenā vadības plāksne.

Lietošanas iemesls: Rūpnieciskajām vadības iekārtām bieži nepieciešams liels jaudas izvads. Biezas vara PCB var samazināt līnijas pretestības zudumus, novērst pārkaršanu un vienlaikus izturēt mehāniskas vibrācijas un elektromagnētisko traucējumus, palielinot iekārtu uzticamību.

Medicīnisko iekārtu joma

Galvenie komponenti: Medicīniskie barošanas avoti, ventilatora enerģijas moduļi, elektrokirurģisko instrumentu vadības plates.

Lietošanas iemesls: Medicīniskajām iekārtām ir ļoti augsti prasības attiecībā uz barošanas stabilitāti un drošību. Biezas vara PCB var nodrošināt zemu sprieguma kritumu, augstu siltuma novadīšanu un atbilst medicīnas nozares stingrajiem izolācijas un izturības pret spriegumu standartiem.

Aeronautikas un militārās nozares

Galvenie komponenti: Gaisa barošanas sistēma, rādara izmetamais modulis, raķešu vadības plates, satelīta barošanas bloks.

Lietošanas iemesls: Lai pielābtos ekstremālām temperatūrām, spēcīgām vibrācijām un starojuma videi, biezu vara PCB lielā mehāniskā izturība un stabilā elektriskā veiktspēja nodrošina iekārtu normālu darbību grūtos apstākļos.

Augstas jaudas patēriņa un komercietaises aprīkojums

Galvenie komponenti: Enerģijas uzglabāšanas invertors, fotovoltaiskais invertors, augstas jaudas mājsaimniecības ierīču vadības plates (piemēram, indukcijas pavardi, elektriskie krāsni), datu centra enerģijas modulis.

Lietošanas iemesls: Augstas jaudas iekārtas rada daudz siltuma un strāvas. Biezas vara PCB var ātri novadīt siltumu, novērst pārslodzes un sadedzināšanu shēmās un pagarināt iekārtu kalpošanas laiku.

Dzelzceļa transporta joma

Galvenie komponenti: Vilciena vilkmes pārveidotājs, ceļa sliežu barošanas sistēma, signāla vadības modulis.

Lietošanas iemesls: Dzelzceļa transporta aprīkojumam jāiztur ilgstoša vibrācija, augstas un zemas temperatūras, kā arī bieži start-stop lieli strāvas triecieni. Strāvas pārvades spēja un mehāniskā uzticamība biezām vara PCB var apmierināt šo prasību.