PCB me Bakër të Trashë

PCB me Bakër të Rëndë, i njohur edhe si PCB me bakër të trashë, është një lloj i veçantë PCB-je me trashësi folje bakri ≥2oz (70μm, shumë më tepër se 1oz/35μm e PCB-ve konvencionalë). Specifikimet e zakonshme variojnë nga 2oz deri në mbi 10oz. Karakteristikat kryesore janë aftësi më të forta bartëse të rrymës, performancë për shpërndarjen e nxehtësisë dhe fortësi mekanike. Për prodhimin e tyre kërkohen procese të veçanta galvanizimi dhe etxhimi për të siguruar uniformitetin dhe ngjitjen e bakrit të trashë shtresë. Krahasuar me PCB-të e zakonshëm, PCB-të me bakër të trashë kanë një kapacitet më të fortë për bartjen e rrymës (i aftë të bartë nga dhjetëra deri në qindra amperë rryme), shpërndarje të shkëlqyeshme të nxehtësisë dhe vështirësi më të lartë procesimi. Kryesisht zbatohen në skenare si pajisje me energji, konvertorë frekuencash kontrolli industrial, sisteme elektronike kontrolli për mjete të energjisë së re, dhe module fuqie pajisjesh mjekësore që kërkojnë transmetim të rrymës së madhe, dalje të lartë të fuqisë ose shpërndarje të fortë të nxehtësisë. PCB-të e zakonshëm janë në përgjithësi të përshtatshëm për elektronikë konsumatori dhe pajisje me fuqi të ulët.

Përparësitë kyçe të pcb-së me bakër të trashë theksohen në adaptimin e tyre ndaj skenareve me rrymë të lartë dhe fuqi të lartë, të cilat reflektohen konkretisht në aspektet e mëposhtme:

· Kapacitet jashtëzakonisht i fortë për bartjen e rrymës:

Shtresa e trashë e bakrit (≥2 oz) mund të bartë qindra amperë të rrymës së madhe, gjë që është shumë më e mirë sesa PCB-të e zakonshëm. Ajo mund të plotësojë kërkesat e transmetimit të rrymës për produkte me fuqi të lartë si pajisjet elektrike dhe sistemet elektronike të kontrollit të mjeteve të transportit me energji të re, dhe të shmangë nxehtësinë dhe djegien e vijave të shkaktuara nga ngarkesa e tepërt e rrymës.

· Performancë e shkëlqyeshme e shpërndarjes së nxehtësisë:

Bakri ka një përcjellshmëri termike të shkëlqyeshme. Një shtresë më e trashë bakri është një përcjellës i shkëlqyeshëm i nxehtësisë, dhe efikasiteti i saj i shpërndarjes së nxehtësisë është shumë më i lartë sesa ai i PCB-ve standard. Shtresa e fortuar e bakrit mund të përcjellë shpejt nxehtësinë e gjeneruar gjatë funksionimit të qarkut, duke zvogëluar në mënyrë efektive temperaturën e sipërfaqes së pllakës, duke minimizuar dëmin në komponentë dhe qarqe të shkaktuar nga plakja termike, dhe duke rritur stabilitetin dhe jetëgjatësinë e produktit.

· Fortësi mekanike më e lartë:

Një avantazh tjetër i rregullave të larta me bakër është forca e tyre mekanike më e lartë. Shtresa e trashë e bakrit rrit fortësinë fizike të pllakës së rrymës, duke e bërë më të rezistueshme ndaj përkuljes dhe goditjeve, dhe kështu më të aftë për t'i rezistojë stresit fizik si përkulja, vibracioni dhe goditja mekanike. Mund të përshtatet me kushte të ashpra pune me vibracione të shpeshta, si pajisje kontrolli industrial dhe mjediset me montim në makinë, duke ulur rrezikun e thyerjes së linjës.

· Besueshmëri e qëndrueshme e përcjellshmërisë elektrike

Shtresa e trashë e bakrit zvogëlon humbjen e rezistencës gjatë transmetimit të rrymës, ul rënien e tensionit dhe siguron qëndrueshmërinë e sinjalit të qarkut dhe transmetimit të energjisë. Është veçanërisht e përshtatshme për pajisje mjekësore dhe sisteme kontrolli industriale të sakta me kërkesa të larta për saktësinë e furnizimit me energji.

· Mbështetje dizajni të integruar:

Mund të arrijë një vendosje integrale të qarqeve me rrymë të lartë dhe të qarqeve me sinjale të sakta, duke zvogëluar nevojën për radiatorë të jashtëm, shuntë dhe pjesë të tjera, duke thjeshtuar strukturën e produktit dhe përmirësuar përdorimin e hapësirës.

· Zgjat jetëgjatësinë

Aftësia më e lartë për bartjen e rrymës, menaxhimi i mirë i shpërndarjes së nxehtësisë dhe forca mekanike më e fortë zgjasin kohëzgjatjen e punës së pllakës me bakër të trashë. Këto PCB-she nuk janë të prirura për dëmtim termik apo mekanik, duke siguruar kështu funksionimin e tyre normal për një kohë më të gjatë. Kjo besueshmëri është e rëndësishme në fushat e aplikimeve ku mirëmbajtja ose zëvendësimi janë të vështira dhe të shtrenjta, si në mjediset ajrospace apo industriale.

Për shkak të trashësisë së madhe të shtresës së bakrit dhe skenarëve të veçantë zbatimi të PCB-ve me bakër të trashë, dizajni duhet të marrë parasysh performancën elektrike, mundësinë teknologjike dhe besueshmërinë. Konsideratat kryesore janë si më poshtë:

· Zgjedhja e trashësisë së bakrit:

Specifikimi i trashësisë së bakrit duhet të përcaktohet bazuar në kapacitetin aktual të përcjelljes së rrymës dhe nevojat për shpërndarjen e nxehtësisë të pajisjes, për të shmangur një dizajn tepër të theksuar dhe rritjen e kostove. Përputhni trashësinë e bakrit në kombinimi me gjerësinë e vijës dhe referoheni standardit IPC-2221 për transmetimin e rrymës për të siguruar që plotësohen kërkesat e transmetimit të rrymës maksimale.

· Dizajni i rrugëve:

Qarkjet me rrymë të lartë duhet të zgjaten dhe të trashen për të parandaluar ngrirjen e tepërt të shkaktuar nga dendësia e lartë e rrymës. Bëni kalime të gradua në lidhjet e komponentëve me hapësirë të ngushtë dhe qarkje me bakër të trashë për të zvogëluar papjekësinë e papritur të impendencës. Shmangni qarkjet me kënde të mprehta gjatë gjithë procesit për të parandaluar etshimin jo të barabartë ose fushat elektrike të përqendruara që mund të shkaktojnë dështim. impedancë ndryshime. Shmangni qarkjet me kënde të mprehta gjatë gjithë procesit për të parandaluar etshimin jo të barabartë ose fushat elektrike të përqendruara që mund të shkaktojnë dështim.

· Dizajni i shpërndarjes së nxehtësisë:

Për zonat kryesore që prodhojnë nxehtësi, parashikoni zona shpërndarjeje të bakrit të trashë ose vendosni mbushje për të lidhur me pajisje të jashtme shpërndarëse të nxehtësisë. Nxehtësia shpërndahet përmes shumë shtresash të bakrit të trashë për të shmangur grumbullimin lokal të nxehtësisë. Viat me rrymë të lartë përdorin një dizajn me trashësi metalike ose me viza paralele shumëfish për të përmirësuar shpërndarjen e nxehtësisë. shpërndarjen e nxehtësisë. Viat me rrymë të lartë përdorin një dizajn me trashësi metalike ose me viza paralele shumëfish për të përmirësuar shpërndarjen e nxehtësisë.

· Dizajni i viave dhe i lidhjeve:

Viat e bakrit të trashë rrisin diametrin e vrimës dhe trashësinë e shtresës së bakrit në murin e vrimës. Kur është e nevojshme, duhet përdorur vrima të verbëra të fshehura ose tampona me rezinë për të parandaluar çarjet e murit të vrimës. Pllakat e lidhjes së komponentëve të montimit duhet të zgjaten në mënyrë të përshtatshme për të siguruar ngjitjen me shtresën e bakrit të trashë. zona e lidhjes me rrymë të lartë mbushet me bakër në vend të telave të hollë për të rritur qëndrueshmërinë e bartjes së rrymës.

· Kontrolli i impedancës:

Përmes softuerëve simulimi si Altium dhe Cadence, optimizohen gjerësia e vijës, hapësira dhe trashësia e dielektrikut për të neutralizuar ndikimin e shtresave të bakrit të trashë mbi impedancën karakteristike të vijës. Vija të sinjaleve me frekuencë të lartë dhe vijat e energjisë me bakër të trashë rregullohen veçmas për të shmangur pengesat elektromagnetike. vija të sinjaleve me frekuencë të lartë dhe vijat e energjisë me bakër të trashë rregullohen veçmas për të shmangur pengesat elektromagnetike.

· Përputhshmëria e procesit:

Në konsideratë të karakteristikës që etkimin e bakrit të trashë i ekspozon në etkim anësor, rezervohet një sasi kompensimi për të siguruar saktësinë e qarkut. Për të shmangur zonat e mëdha të vazhdueshme me bakër të trashë, mund të shtohen gropa shtesë ose dizajne me hapje për të parandaluar përkuljen e PCB-së. lidhja midis panelit dhe shtresës së bakrit adopton një strukturë termike për të parandaluar ngjitjen e rreme si pasojë e koncentrimit të nxehtësisë gjatë ngjitjes.

· Besueshmëria mekanike:

Rezervohet leje zgjerimi për PCB-të me bakër të trashë në kombinim me strukturën e montimit të pajisjes, për të shmangur deformimin nga ndryshimet e temperaturës. Shtohen shtresa bakri të trasha ose riba shtesë forcuese në skaje ose në zonat e ekspozuara ndaj ngarkesës, për të rritur rezistencën ndaj përkuljes dhe vibrimeve, duke e bërë të përshtatshme për kushte të rënda pune si në sisteme automjeksi dhe kontrolli industrial. · Izolimi dhe tensioni i qëndrueshmërisë:

· Izolimi dhe tensioni i qëndrueshmërisë:

Rregulloni hapësirën e linjave të trashë bakri sipas kërkesave të tensionit të pajisjes. Në skenarët e tensionit të lartë, rritni më tej distancën në përputhje me standardin e izolimit IPC-2221. Me shumë shtresa të trashë pCBS bakri janë bërë nga materiale dielektrike rezistente ndaj tensionit të lartë për të parandaluar prishjen e ndërshtresës.

· Optimizimi i kostos:

Vetëm bakri i trashë përdoret në zonat kryesore të shpërndarjes së rrymës së lartë dhe të nxehtësisë së lartë, ndërsa trashësia standarde e bakrit mbahet në zonat jo-thelbësore për të balancuar performancën dhe koston. Të japim përparësi përdorimit të zgjidhjeve të përpunuara të proceseve për të thjeshtuar strukturat komplekse dhe të zvogëlojë humbjet e prodhimit të prodhimit

· Largësia e linjës dhe hapësira

Largësia dhe hapësira mes telave të bakrit janë faktorë kryesorë. Optimizimi duhet të kryhet bazuar në kërkesat për mbajtjen e rrymës dhe në paraqitjen e përgjithshme të PCB.

· Përdorni via dhe shtresat e përcjelljes së nxehtësisë

Shtimi i vijave të përcjellësit termik dhe mbushjeve termike në dizajnim mund të përmirësojë efektin e shpërndarjes së nxehtësisë. Këto dizajne ndihmojnë në shpërndarjen e nxehtësisë nga pikat e nxehta në PCB, duke përmirësuar kështu shpërndarjen totale të nxehtësisë menaxhim.

Për shkak të shtresës së trashë bakri dhe skenareve të veçanta të aplikimit, kontrolli dhe testimi i pllakave të qarkut të shtypur me bakër të rëndë (PCB me bakër të trashë) duhet të mbulojë tre dimensione kryesore: cilësinë e procesit, performancën elektrike dhe besnikërinë. Përmbajtjet kryesore janë si më poshtë:

Inspektimi i pamjes dhe defekteve të procesit

· Cilësia e shtresës së bakrit: Kontrolloni nëse shtresa e trashë e bakrit ka zhveshje, çarje, oksidim, dhe nëse ka bishtëra në skajin e vijës për shkak të etshingut të papjerrët (duhet të zbatohet me standardin IPC-A-600);

· Pllakat dhe viat: Verifikoni rrafshësinë dhe ngjitjen e pllakave, nëse trashësia e shtresës së bakrit në muret e viave i përgjigjet standardeve, dhe nëse ka boshlliqe ose vrima të pakompletuara.

· Deformimi i sipërfaqes së pllakës: Matni përkuljen e PCB-së (PCB-t me bakër të trashë janë të prirur për përkulje për shkak të tensionit të shtresës së bakrit, e cila duhet të kontrollohet brenda 0.75%), dhe kontrolloni për shkrim ose formim flluskash.

· Saktësia dimensionale: Kontrolloni dimensionet kryesore si gjerësia e vijës, largësia midis vijave dhe diametri i vrimës për të siguruar që janë në përputhje me vizatimet projektuese (gabimi pas kompensimit të etshing-ut për vijat me bakër të trashë duhet të jetë ≤±0.05 mm).

Testi i performancës elektrike

· Testi i përcjellshmërisë dhe izolimit (testi Hi-Pot): Izolimi midis vijave detektohet me një tester izolimi me tension të lartë për të parandaluar dështimin nga distanca e papërshtatshme midis shtresave të bakrit të trashë. Verifikoni përcjellshmërinë dhe zgjidhni problemet e qarkut të hapur dhe të qarkut të shkurtër;

· Testi i aftësisë përcjellëse të rrymës: Aplikoni rrymën e kalibrueshme nën kushte të ngjashme me ato reale të punës, monitoroni ngritjen e temperaturës së qarkut (për PCB-t me bakër të trashë, ngritja e temperaturës në rrymën e kalibrueshme duhet të jetë ≤20℃), dhe konfirmoni që nuk ka rrezik ngrohjeje ose shkrirjeje.

· Testimi i impendancës: Përdorni një analizator impendance për të zbuluar impendancën karakteristike të vijës së sinjalit me frekuencë të lartë, për të siguruar që ndikimi i shtresës së bakrit të trashë në impedancë i plotëson kërkesat e dizajnit (gabim ≤±10%);

· Testi i rënies së tensionit: Matni rënien e tensionit në vijë gjatë transmetimit të rrymës së lartë për të verifikuar avantazhin e rezistencës së ulët të shtresës së bakrit të trashë dhe për të shmangur humbjen e tensionit që ndikon në performancën e pajisjes.

Inspektimi Automatik Optik (AOI)

Inspektimi Automatik Optik (AOI) përdor teknologji të avancuar imazhi për të zbuluar defekte që mund të mos jenë të dukshme me sy të artë.

· Imazheri me rezolucion të lartë: Sistemi AOI kap imazhe me rezolucion të lartë të PCB-së dhe i krahason ato me specifikimet e dizajnit.

· Zbulimi i defekteve: Ky sistem mund të identifikojë automatikisht probleme si qarku rrëqethës, qarku i hapur, hollësimi i gjurmëve dhe deshikimi.

· Precizioni: AOI ofron precizion të lartë, duke siguruar që madje edhe defektet më të vogla të mund të zbulohen dhe zgjidhen.

Testi i besueshmërisë

· Testi i ciklizimit termik: Testi i ciklit brenda gamës së temperaturës nga -40 ℃ deri në 125℃ (≥1000 herë) për të kontrolluar stabilitetin e lidhjes së shtresës së bakrit të trashë me substratin dhe pllakat, pa shkëputje ose tharje.

· Testi i goditjes termike: Kalim i shpejtë midis mjedisve me temperaturë të lartë dhe të ulët (diferencë temperaturash ≥80℃) për të verifikuar rezistencën e PCB-s ndaj ndryshimeve të papritura të temperaturës, i përshtatshëm për skenare të rrepta si në automjete dhe kontroll industrial.

· Testimi i vibracionit dhe forcës mekanike: Simulimi i vibracionit (frekuencë 5~500Hz) dhe goditjeve gjatë transportit dhe përdorimit për të kontrolluar nëse qarku i bakrit të trashë është prishur dhe nëse viat kanë rënë.

· Testi i rezistencës ndaj korrozionit: Verifikoni rezistencën ndaj oksidimit dhe korrozionit të shtresës së bakrit të trashë përmes testit të shpëlarjes me kripë (shpëlarje neutrale me kripë, 48 deri 96 orë) ose testit të lagështisë në temperaturë të lartë (85℃/85% RH, 1000 orë).

· Testi i besueshmërisë të lidhjes me bronzim: Pas përfundimit të bronzimit SMT/me vrimë, kontrolloni fortësinë e lidhjes midis nyjeve të bronzuar dhe pllakave të bakrit të trashë, dhe sigurohuni që nuk ka bronzim të rremë ose shkëputje (struktura mikroskopike e nyjeve të bronzuar mund të analizohet përmes seksioneve metalografike).

Verifikimi i performancës speciale

· Testi i performancës së shpërndarjes së nxehtësisë: Përdorimi i një imazheri termik për të zbuluar shpërndarjen e temperaturës në PCB në kushte të ngarkesës maksimale, për të verifikuar efektin e shpërndarjes së nxehtësisë të shtresës së bakrit të trashë.

· Testi i rezistencës ndaj zjarrit: Për skenarët e aplikimeve me fuqi të lartë, testohet shkalla e rezistencës ndaj zjarrit të PCB sipas standardeve UL94 (të paktën në nivelin V-0);

· Testi i ngjitjes: Përdoret një test me rrjetë qindër she, ose testi i terheqjes për të verifikuar ngjitjen midis shtresës së bakrit të trashë dhe substratit (≥1.5 N/mm).

Kartelat e qarkut të shtypur me bakër të trashë, me kapacitetin e tyre të lartë të bartjes së rrymës, shpërndarje të shkëlqyeshme të nxehtësisë dhe fortësi mekanike të lartë, aplikohen kryesisht në fusha që kërkojnë transmetim të rrymave të mëdha, dalje të fuqisë së lartë ose kushte të ashpra të funksionimit. Skenarët kryesorë janë si vijon:

Në fushën e veturave të reja energjetike

Përbërësit kryesorë: Ngarkuesi në bord, sistemi i menaxhimit të baterisë, kontrollori i motorit, konvertuesi DC/DC, moduli i kolones së ngarkimit.

Arsyeja e aplikimit: Ka nevojë të bartë rryma të mëdha (dhjetëra deri në qindra amper), të rezistojë temperaturave të larta dhe të ulta alternative dhe vibrimeve. PCB-të me bakër të trashë mund të sigurojnë transmetim të qëndrueshëm të energjisë dhe shpërndarje efikase të nxehtësisë, dhe janë të përshtatshëm për mjedisin e ashpër të veturave.

Kontroll industrial dhe pajisje elektrike

Përbërësit kryesorë: konvertues frekuence, motor servo, furnizim me energji UPS, modul industrial energjie, bord kontrolli për kabinet shpërndarje me tension të lartë, bord kontrolli kryesor i makines së gdhendjes elektrike.

Arsyeja e aplikimit: Pajisjet e kontrollit industrial zakonisht kërkojnë dalje të lartë energjie. PCB-të me bakër të trashë mund të zvogëlojnë humbjen e rezistencës në linjë, të parandalojnë nxehtësinë e tepërt dhe njëkohësisht të rezistojnë ndaj vibracioneve mekanike dhe pengesave elektromagnetike, duke rritur besueshmërinë e pajisjeve.

Fusha e pajisjeve mjekësore

Përbërësit kryesorë: Burime energjie mjekësore, module energjie për ventilatorë, board kontrolli për instrumente elektrokirurgjikale.

Arsyeja e aplikimit: Pajisjet mjekësore kanë kërkesa shumë të larta për qëndrueshmëri dhe siguri të furnizimit me energji. PCB-të me bakër të trashë mund të arrijnë rënie të ulët tensioni, shpërndarje të lartë nxehtësie dhe të plotësojnë standardet e ashpra izolimi dhe rezistencë ndaj tensionit të industrisë mjekësore.

Fushat e aviacionit, hapësirës kosmike dhe industrisë ushtarake

Përbërësit kryesorë: Sistem furnizimi me energji ajrore, modul lansimi radari, bord kontrolli raketash, njësi furnizimi me energji satelitore.

Arsyeja e aplikimit: Për të përshtatur me temperaturat ekstreme, vibracionet e forta dhe mjediset me rrezatim, fortësia mekanike e lartë dhe performanca elektrike e qëndrueshme e PCB-së me bakër të trashë mund të garantojë funksionimin normal të pajisjeve në kushte të ashpra.

Pajisje konsumi dhe komerciale me fuqi të lartë

Përbërësit kryesorë: Invertor ruajtjeje energjie, invertor fotovoltaik, bord kontrolli pajisjesh shtëpiake me fuqi të lartë (si pllaka induksioni, furrat elektrike), modul energjie qendre të dhomash.

Arsyeja e aplikimit: Pajisjet me fuqi të lartë prodhojnë shumë nxehtësi dhe kanë rrymë të lartë. PCB-të me bakër të trashë mund të shpërndajnë shpejt nxehtësinë, të parandalojnë ngarkesën e tepërt të qarkut dhe djegien, dhe të zgjatinë jetëgjatësinë e pajisjeve.

Fusha e transportit hekurudhor

Përbërësit kryesorë: Konvertues trakcionesh trenash, sistem furnizimi me energji hekurudhore, modul kontrolli sinjali.

Arsyeja e aplikimit: Ekuipamenti i transportit hekurudhor duhet të rezistojë ndaj vibrimeve të gjata, temperaturave të larta dhe të ulta, si dhe goditjeve të rrymës së mëdha nga nisja dhe ndalja e shpeshtë. Kapaciteti i bartjes së rrymës dhe besueshmëria mekanike e PCB-së me bakër të trashë mund të plotësojë këtë kërkesë.