Штампани кола са дебелом бакарном фолијом

Шта је ПЦБ од тешке бакра?

Тешки бакарни ПЦБ, такође познат као дебљи бакарни ПЦБ, посебан је тип ПЦБ-а са дебелином бакарне фолије ≥2 унце. Уобичајене спецификације се крећу од 2 унци до преко 10 унци. Његова језгра карактеристике су већа струјна проводност, перформансе расипања топлоте и механичка чврстоћа. За производњу су потребни посебни процеси електролизе и трављења како би се осигурала равномерност и адхезија дебелог бакра слој. У поређењу са обичним ПЦБС-ом, тешки бакарни ПЦБС-ови имају јачи капацитет преноса струје, одличну распршивање топлоте и већу тешкоћу процеса. Они су углавном користе у ситуацијама као што су енергетска опрема, индустријски контролни фреквенцијски конвертери, системи за електронску контролу нових електромобила и медицинска опрема са модулом напајања који захтевају пренос велике струје, висок исход снаге или јако расипање топлоте. Обични ППМ најчешће су погодни за потрошачку електронику и уређаје са ниском снагом.

Кључне предности ППМ-а са дебелим бакром фокусирају се на њихову прилагођеност сценаријима са великим струјама и високом снагом, што се конкретно огледа у следећим аспектима:

· Изузетно јака способност преношења струје:

Дебљи слој бакра (≥2oz) може пренети струју од десетина до стотине ампера, што је знатно боље у односу на обичне штампане плоче. Ово задовољава захтеве за преносом струје код високих снага као што су енергетски уређаји и нови електронски системи управљања возилима на алтернативну енергију, и спречава загревање и прегоревање линија услед прекомерног оптерећења струјом.

· Изузетна перформанса расипања топлоте:

Бакар има изузетну топлотну проводљивост. Дебљи слој бакра је одличан проводник топлоте, а ефикасност расипања топлоте му је много већа него код стандардних штампаних плоча. Задебљани слој бакра може брзо да отклони топлоту која настаје током рада кола, ефикасно смањујући површинску температуру плоче, минимизирајући оштећења компоненти и кола услед термичког старења, чиме се побољшава стабилност и век трајања производа.

· Већа механичка чврстоћа:

Још једна предност високомедних ППМ-ова је већа механичка чврстоћа. Дебели слој бакра побољшава физичку отпорност ППМ-а, чинећи га отпорнијим на савијање и удараце, те способнијим да издржи физичка оптерећења као што су савијање, вибрације и механичке трусове. Може се прилагодити неповољним радним условима са честим вибрацијама, као што су индустријска контролна опрема и возилски системи, смањујући ризик прекида линије.

· Поузданост стабилне електричне проводљивости

Дебели слој бакра смањује губитак отпора током преноса струје, смањује пад напона и осигурава стабилност преноса сигнала и енергије у колу. Посебно је погодан за медицинску опрему и прецизне системе индустријске контроле који имају високе захтеве у погледу тачности напајања.

· Подршка за интегрисани дизајн:

Може да постигне интегрисану компоновку кола за велике струје и прецизних сигнала, смањујући потребу за спољашњим хладњацима, шунтовима и другим компонентама, поједностављујући структуру производа и побољшавајући искоришћење простора.

· Проужи век трајања

Већа способност вођења струје, боље управљање расипањем топлоте и већа механичка чврстоћа заједно продужују век трајања траке од дебеле бакарне фолије. Ове штампане плоче нису склоне топлотном или механичком оштећењу, чиме се осигурава њихово нормално функционисање дуже време. Ова поузданост има кључан значај у областима примене где је одржавање или замена тешко и скупо, као што су аеропростор или индустријски услови.

Због дебелог слоја бакра и специјалних услова употребе, испитивање и тестирање штампаних плоча са дебелим бакром (PCB-ови са дебелим бакром) мора да обухвати три главна аспекта: квалитет процеса, електричне карактеристике и поузданост. Основни садржаји су следећи:

Контрола изгледа и технологијских недостатака

· Квалитет слоја бакра: Проверити да ли има одвајања, пукотина или оксидације дебелог слоја бакра, као и да ли постоје бртови на ивицама линија услед неједнаког трављења (мора бити у складу са IPC-A-600 стандардом);

· Подлоге и вијеви: Проверити равност и прилијегање подлога, дебљину слоја бакра на зидовима вијева, као и постојање празнина или неусаглашености отвора.

· Deformacija površine ploče: Izmeriti izobličenje PCB-a (PCB-ovi sa debelim bakrom skloni su izobličenju usled napona u slojevima bakra, što treba kontrolisati unutar 0,75%) i proveriti odlepljivanje ili mehuriće.

· Тачност димензија: Проверите кључне димензије као што су ширина линије, растојање и дијаметар рупе како бисте се уверили да су у складу са дизајнерским цртежима.

Test električnih performansi

· Test provodljivosti i izolacije (Hi-Pot test): Izolacija između traka se ispituje pomoću tester za visoki napon kako bi se sprečio proboj uzrokovan nedovoljnim razmakom između debelih bakarnih slojeva. Proveriti provodljivost i otklanjanje kvarova kod prekida i kratkih spojeva;

· Испит преносног капацитета струје: Примене номиналне струје под симулираним стварним радним условима, праћење повећања температуре кола и потврдите да не постоји опасност од прекогревања или топљења.

· Тест импедансе: Искористите анализатор импедансе да детектујете карактеристичну импедансу високofреквенцне сигнале линије како бисте осигурали да утицај дебелог слоја бакра на импедансу испуњава пројектне захтеве (грешка ≤±10%);

· Тест пада напона: Измерите пад напона на линији при преносу великог струјног напона како бисте потврдили предност ниског отпора дебелог бакраног слоја и избегли губитак напона који утиче на перформансе опреме.

Аутоматска оптичка инспекција (АОИ)

Аутоматска оптичка инспекција (АОИ) користи напредну технологију снимања да детектује недостатке који могу бити невидљиви голим оком.

· Снимци високе резолуције: АОИ систем упушта слике високе резолуције ПЦБ-а и упоређује их са пројектним спецификацијама.

· Детекција недостатака: Овај систем може аутоматски препознати проблеме као што су кратки спојеви, прекиди стаза, истањивање стаза и неусаглашеност.

· Прецизност: AOI нуди високу прецизност, чиме се осигурава откривање и отклањање чак и најмањих недостатака.

Test pouzdanosti

· Тест термалног циклирања: Циклус тест у опсегу температуре од -40 ℃ до 125℃ (≥1000 пута) ради провере стабилности везивања дебелог слоја бакра за супстрат и подлоге, без одламбања или пукотина.

· Тест термалног шока: Брзо пребацивање између високих и ниских температурних средина (разлика температуре ≥80℃) ради провере отпорности ППП-а на нагле промене температуре, погодно за екстремне услове као што су аутомобилска и индустријска контрола.

· Тест вибрација и механичке чврстоће: Симулација вибрација (учестаност 5~500Hz) и удара током транспорта и употребе ради провере да ли је дебела бакарна стаза прекинута и да ли су проводни отвори отпадали.

· Тест отпорности на корозију: Провера отпорности на оксидацију и корозију дебелог слоја бакра помоћу теста прскања соленом водом (неутрално прскање, 48 до 96 сати) или теста влажне топлоте (85℃/85% RH, 1000 сати).

· Тест поузданости лемљења: Након завршетка СМТ / кроз рупу лемљења, проверите чврстоћу лепила између споја и дебљих бакарних падова и уверите се да нема лажног лемљења или де-лемљења .

Потврђивање специјалних карактеристика

· Тест перформанси хлађења: Расподела температуре на ППС-у у условима максималног оптерећења детектована је термалним камерама ради провере ефекта хлађења дебелог бакарног слоја.

· Тест отпорности на запаљење: За примене са великим снагама, ниво отпорности на запаљење ППС-а тестира се у складу са UL94 стандардима (најмање ниво V-0);

· Тест адхезије: Примењује се тест стотинитог око или истегљивост да би се проверила веза између слоја дебеле бакарне фолије и подлоге (≥1,5 N/mm).

Штампана кола са дебелом бакарном фолијом, због своје велике способности преношења струје, одличног расипања топлоте и високе механичке чврстоће, користе се у пољима која захтевају пренос великог струјног капацитета, високу снагу или тешке радне услове. Основни сценарији су следећи:

У области возила на нову енергију

Кључни компоненти: пуњач у возилу, систем управљања батеријом, контролер мотора, DC/DC конвертор, модул пумпе за пуњење.

Разлог за примену: Потребно је да носи велике струје, издржи измењене високе и ниске температуре и вибрације. Дебљи бакарни ПЦБС може осигурати стабилан пренос снаге и ефикасно распршивање топлоте, што је погодно за тешке услове рада у возилима.

Индустријско управљање и енергетска опрема

Кључни компоненти: регулатор фреквенције, серво погон, ИБП напајање, индустријски модул напајања, контролна табла високонапонске разводне кабине, главна контролна табла електро-заваривача.

Разлог примене: Индустријска контролна опрема често захтева велики излаз снаге. ППЦ са дебелим бакром могу смањити губитак услед отпора стаза, спречити прегревање, као и отпорити механичким вибрацијама и електромагнетним сметњама, чиме се повећава поузданост опреме.

Област медицинске опреме

Кључни компоненти: Напајања за медицинску опрему, модули напајања вентилатора, контролне табле за електрохируршке инструменте.

Разлог примене: Медицинска опрема има веома строге захтеве у погледу стабилности и сигурности напајања. ППЦ са дебелим бакром омогућавају мали пад напона, високу дисипацију топлоте и испуњавају строге стандарде изолације и отпорности на напон медицинске индустрије.

Аеросвемирска и војна индустрија

Кључни компоненти: Систем напајања у ваздуху, модул за лансирање радара, контролна плоча ракете, јединица за напајање сателита.

Разлог примене: Да би се прилагодило екстремним температурама, јаким вибрацијама и радијацији, велика механичка чврстоћа и стабилна електрична перформанса тракастих ППС-а омогућавају нормално функционисање опреме у тешким условима.

Опрема за високе потрошаче и комерцијалну употребу

Кључни компоненти: Инвертор за складиштење енергије, фотоволтаички инвертор, контролна плоча за апарате високе снаге (као што су индукционо кувалице, електричне рерне), модул напајања података центра.

Разлог примене: Опрема високе снаге генерише много топлоте и има високу струју. Тракасти ППС-и могу брзо расипати топлоту, спречити прекорачење и прегревање кола и продужити век трајања опреме.

Област железничког саобраћаја

Кључни компоненти: Тракцијски конвертор воза, систем напајања колосека, модул контроле сигнала.

Разлог примене: Опрема за гужвождени престран мора да издржи дуготрајна вибрација, високе и ниске температуре и честе ударе великим струјама при покретању и заустављању. Способност провођења струје и механичка поузданост ППК са дебелим бакром може да испуни овај захтев.