2025-10-21
في عصر السيارات الكهربائية ونظم الطاقة المتجددة والأتمتة الصناعيةلوحات الدوائر الإلكترونية ذات الطاقة العالية التي يمكنها التعامل مع التيارات الشديدة دون ارتفاع درجة الحرارة أو الفشلويعتبر الـ PCBs النحاسي الثقيل المحدد بطبقات النحاس من 3 أونص (105 ميكرو مترا) أو أكثر سمكًا هو الحل.تبديد الحرارة بكفاءة (الاستقبال الحراري للنحاس): 401 W/mK) ، وتتحمل الإجهاد الميكانيكي. من المتوقع أن ينمو سوق PCB النحاس الثقيل العالمي بمعدل CAGR 8.3% حتى عام 2030 ، مدفوعًا بالطلب من محركات الكهرباء ، والمحولات الشمسية ،والمعدات العسكرية.
هذا الدليل الشامل يفصل مبادئ التصميم الأساسية، واستراتيجيات إدارة الحرارة، والتقنيات المتقدمة لPCBs النحاس الثقيل.وأفضل الممارسات في الصناعة، فإنه يزود المهندسين والمصممين لإنشاء لوحات موثوقة عالية الأداء لتطبيقات التيار العالي.
المعلومات الرئيسية
1سمك النحاس أمر بالغ الأهمية: 3 أونصة من النحاس (105 ميكرومتر) تحمل 2 أضعاف التيار أكثر من 1 أونصة (35 ميكرومتر) وتقلل من ارتفاع الحرارة بنسبة 40٪ لنفس عرض الأثر.
2يتبع عرض الأثر معايير IPC: استخدم صيغة IPC-2221 (أو الآلات الحاسبة عبر الإنترنت) لتحديد حجم الأثر. على سبيل المثال ، يحتاج أثر نحاس 2 أوقية إلى عرض 20 ميل لـ 5A (قاعدة 500 ميل دائري / أمبير).
3الإدارة الحرارية غير قابلة للتفاوض: الجمع بين الممرات الحرارية (قطر 0.2 ∼0.4 ملم) ، والمواد عالية التوصيل الحراري (MCPCBs) ، ومساحات الحرارة للحفاظ على درجات الحرارة < 125 درجة مئوية.
4.مسائل قابلية التصنيع: تجنب النحاس السميك للغاية (≥ 10 أونصة) دون إدخال المورد يمكن أن يسبب مشاكل في التصفيف. الشراكة مع الشركات المصنعة معتمدة IPC 610 الفئة 3 للحصول على الدقة.
5تقنيات متقدمة تعزز الأداء: قضبان النحاس تقلل من الحثية بنسبة 30٪، في حين أن تصاميم متعددة الطبقات توزع التيار بالتساوي عبر 4 ٪ 12 طبقة.
فهم PCBs النحاس الثقيل
ما هو PCB النحاس الثقيل؟
يتم تعريف PCB النحاسي الثقيل بطبقات النحاس سميكة 3oz (105μm) أو أكثر مقارنة مع PCB القياسية (1oz/35μm أو 2oz/70μm). هذا النحاس الإضافي يمكّن اللوحة من:
a. تحمل التيارات العالية (50A 500A) دون حرارة مفرطة.
ب. تبديد الحرارة بسرعة 3 × 5 مرات أسرع من PCBs القياسية.
(ج) مقاومة الإجهاد الميكانيكي (مثل الاهتزاز في المركبات الكهربائية) والدورة الحرارية.
معايير التعريف الأساسية
| المعايير | المواصفات |
|---|---|
| سمك النحاس | ≥ 3 أوقية (105 ميكرو مترا) ؛ تصل إلى 20 أوقية (700 ميكرو مترا) للتطبيقات المتطرفة (على سبيل المثال ، العسكرية). |
| القدرة على تحمل التيار | 50A500A (تختلف حسب عرض الأثر، والسمك، والتبريد). |
| التوصيل الحراري | 401 W/mK (النحاس) ؛ يتجاوز بكثير FR4 (0.3 W/mK) والألومنيوم (237 W/mK). |
| المعايير الرئيسية | IPC-2221 (تحديد حجم الأثر) ، IPC-2152 (التيار مقابل ارتفاع الحرارة) ، IPC-610 (الجودة). |
المزايا الرئيسية لـ PCBs النحاسي الثقيل
تتفوق أقراص PCB النحاس الثقيلة على أقراص PCB القياسية في سيناريوهات الطاقة العالية ، مما يوفر أربع فوائد حاسمة:
| الميزة | الوصف | تأثير العالم الحقيقي |
|---|---|---|
| قدرة التيار الأعلى | النحاس السميك يقلل من المقاومة (R = ρL / A) ، مما يتيح تيار 50A +. | وحدة تحريك للسيارات الكهربائية مع 4 أوقية من النحاس تحمل 80A مقابل 40A لوحة 2 أوقية (نفس عرض المسار). |
| إدارة الحرارة العالية | النحاس الإضافي يعمل كمغسل حرارة مدمج، وينشر الحرارة بعيدا عن المكونات. | 3 أوقية من النحاس تعمل في 60A لديها ارتفاع حرارة 35 درجة مئوية مقابل 60 درجة مئوية ل 1 أوقية. |
| قوة ميكانيكية متزايدة | النحاس السميك يعزز الـ (بي سي بي) ويقاوم الانحناء والاهتزاز | ويتمثل الـ PCB النحاسي الثقيل في المحركات الصناعية بنسبة 50٪ أقل من الفشل بسبب الإجهاد الميكانيكي. |
| عمر أطول | تخفض الحرارة والإجهاد تمدد عمر اللوحة إلى 10 ٪ 15 سنة (مقارنة ب 5 ٪ 8 سنوات لـ PCBs القياسية). | محولات الطاقة الشمسية التي تستخدم PCBs النحاس الثقيلة تتطلب 30% أقل صيانة. |
تطبيقات حاسمة لـ PCBs النحاسي الثقيل
الـ PCBs النحاسي الثقيل لا غنى عنه في الصناعات حيث لا يمكن التفاوض على الموثوقية تحت التيار العالي:
| الصناعة | التطبيقات | توصية سمك النحاس |
|---|---|---|
| السيارات | أجهزة التحكم في مجموعة القوة، أنظمة إدارة البطارية، محركات الدفع. | 4 ̊8 أوقية |
| الطاقة المتجددة | محولات الطاقة الشمسية، محولات توربينات الرياح، أنظمة تخزين الطاقة | 3 ٌ6 أوقية |
| الأتمتة الصناعية | أجهزة التحكم بالمحركات، الروبوتات، معدات اللحام. | 3 ̊10 أوقية |
| الجيش والفضاء | أنظمة الرادار، إمدادات الطاقة للطائرات. | 6 ̊12 أوقية |
| الأجهزة الطبية | أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، معدات العلاج بالليزر، أدوات تشخيص قوية. | 3 ′′5 أوقية |
مثال: تستخدم Tesla Model 3 BMS 6 أونصات من أقراص PCB النحاسية الثقيلة للتعامل مع التيارات 400V + ، مما يقلل من الفشل المرتبط بالحرارة بنسبة 70٪ مقارنةً بالنماذج السابقة مع أقراص PCB القياسية.
اعتبارات تصميم أساسية لـ PCBs النحاسي الثقيل
يتطلب تصميم أقراص PCB النحاسية الثقيلة تحقيق التوازن بين القدرة الحالية والإدارة الحرارية وقابلية التصنيع. فيما يلي أكثر العوامل أهمية لمعالجة.
1اختيار سمك النحاس الصحيح
إن سمك النحاس يؤثر بشكل مباشر على القدرة على تحمل التيار، وتبديد الحرارة، وتعقيد التصنيع. استخدم هذا الدليل لتحديد سمك الأمثل:
سمك النحاس مقابل الأداء
| سمك النحاس | سمك (μm) | الحد الأقصى للتيار (20 ميللي متر، 30 درجة مئوية ارتفاع الحرارة) | مساهمة الموصلات الحرارية | الأفضل ل |
|---|---|---|---|---|
| 1 أوقية | 35 | 3.5أ | منخفضة (الخط الأساسي) | أجهزة استشعار صناعية ذات طاقة منخفضة |
| 2 أوقية | 70 | 7.0A | متوسطة | الأنظمة المساعدة للسيارات الكهربائية، المحولات الصغيرة |
| 3 أوقية | 105 | 10.0A | عالية | عوائل الطاقة الشمسية، أجهزة تحكم المحرك |
| 4 أوقية | 140 | 13.0A | مرتفع جداً | برنامج EV BMS، الروبوتات الصناعية |
| 6 أوقية | 210 | 18.0A | متطرفة | مصادر الطاقة العسكرية، عوائل كبيرة |
| 10 أوقية | 350 | 25.0A | متطرفة | معدات لحام، أنظمة الجهد العالي |
العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند قياس النحاس
a.المتطلبات الحالية: استخدم قاعدة 500 ميل دائري لكل آمبر (1 ميل دائري = 0.001 ميل 2) للتقديرات السريعة على سبيل المثال ، يحتاج 5A إلى 2500 ميل دائري (عرض 20 ميل × 70 ميكرومتر / 2 أوقية سمك).
حدود ارتفاع الحرارة: تسمح المعايير الصناعية بزيادة الحرارة بنسبة 30 إلى 40 درجة مئوية ؛ تتطلب التطبيقات الحرجة (مثل الطبي) < 20 درجة مئوية. يقلل النحاس الأكثر سمكاً من ارتفاع الحرارة بشكل كبير.
قابلية التصنيع: النحاس ≥10 أوقية يتطلب طبقة متخصصة (على سبيل المثال ، الطلاء الكهربائي للجدار) والطلاء تأكيد مع المورد الخاص بك قبل التصميم.
d.Cost: كل أوقية من النحاس يضيف ~ 15 ٪ إلى تكلفة PCB ٪ لتجنب التوضيح الزائد (على سبيل المثال، 6 أوقية لتطبيق 10A) لتوفير المال.
نصيحة أداة: استخدم ANSYS أو SolidWorks PCB لمحاكاة تدفق التيار وارتفاع الحرارة هذه الأدوات تحسين سمك النحاس لمتطلباتك الدقيقة.
2. حساب عرض العلامات للتيار العالي
عرض المسار هو أكثر معايير التصميم أهمية لـ PCBs النحاس الثقيل ضيقة جداً ، وتسخن اللوحة ؛ واسعة جداً ، وتضيع المساحة. اتبع الصيغة القياسية IPC-2221 للدقة:
IPC-2221 صيغة عرض البصمة
I=k×(ΔT 0.44)) ×W 1.0 ×t 0.725
حيث:
I: التيار الكهربائي في أمبير (A)
ΔT: ارتفاع درجة الحرارة المسموح به (°C)
W: عرض الأثر في ميل (1mil = 0.0254mm)
t: سمك النحاس في أونصة/قدم مربع
k: ثابتة (تختلف حسب سمك النحاس: 0.048 لـ 1 أوقية، 0.064 لـ 2 أوقية، 0.078 لـ 3 أوقية)
أمثلة حسابات
| سيناريو | المدخلات | عرض المسار المحسوب |
|---|---|---|
| EV BMS (4 أوقية من النحاس ، 50A ، ارتفاع 30 درجة مئوية) | ,,, | 45 ميل (1.14ملم) |
| عاكس الطاقة الشمسية (3 أوقية من النحاس، 30A، 35 درجة مئوية ارتفاع) | ,,, | 32ميل (0.81ملم) |
| المحرك الصناعي (6 أوقية من النحاس، 80A، ارتفاع 40 درجة مئوية) | ,,, | 58ملم (1.47ملم) |
نصائح مهمة لتصميم الآثار
a. آثار خارجية مقابل آثار داخلية: تتبريد آثار خارجية بنسبة 30% أسرع من آثار داخلية (تعرض للهواء)
شكل العلامة: تجنب الزوايا الحادة (> 90 درجة) واستخدام الزوايا المستديرة للحد من الازدحام الحالي (يسبب النقاط الساخنة).
آثار متوازية: بالنسبة للتيارات > 100A، استخدم 2 ′′4 آثار متوازية (متباعدة ≥ 3x عرض المسار) لتوزيع التيار بالتساوي.
3إدارة التوسع الحراري والإجهاد
PCBs النحاس الثقيل عرضة للضغوط الحرارية بسبب عدم مطابقة معامل التوسع الحراري (CTE) بين النحاس (17ppm/°C) و FR4 (13ppm/°C). هذا الضغط يمكن أن يسبب تحلل، رفع وسادة،أو تشويه اللوحات خاصة أثناء الدورة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية).
استراتيجيات للحد من الإجهاد الحراري
| الاستراتيجية | كيف يعمل |
|---|---|
| تطابق CTE | استخدم FR4 عالي Tg (Tg ≥ 170 °C) أو الركائز ذات الأساس المعدني (MCPCBs) لمواءمة CTE مع النحاس. |
| الطرق الحرارية | وضع القنوات (0.2 ∼0.4 ملم) تحت المكونات الساخنة لنقل الحرارة وتقليل الضغط. |
| طبقة سميكة للشرائح | قنوات الصفيحة مع 25-30μm من النحاس لتعزيز قنوات ذات نسبة شكل عالية (عمق / عرض > 3:1). |
| خصائص تخفيف الضغط | إضافة وسائد الدموع في تقاطعات المسارات والحواف المستديرة لتوزيع الضغط. |
نقطة البيانات: يحتوي PCB النحاسي الثقيل مع القنوات الحرارية و FR4 عالي Tg على معدل فشل أقل بنسبة 60٪ أثناء الدورة الحرارية من التصميم القياسي.
4ضمان قابلية التصنيع
إن تصنيع أقراص PCB النحاس الثقيلة أكثر تعقيداً من تصنيع الألواح القياسية، اتبع هذه الإرشادات لتجنب التأخيرات والعيوب:
a.تجنب النحاس السميك جداً: النحاس ≥10 أوقية يتطلب طبقة متخصصة (الصمامات الفراغية + درجة الحرارة العالية) ويمكن أن تزيد من وقت التوصيل بمقدار 2-3 أسابيع.
b. الحد الأدنى للفاصل بين الآثار: استخدم فاصل ≥ 10 ملي لـ 3 أوقية من النحاس (مقارنة مع 6 ملي لـ 1 أوقية) لمنع حلقات قصيرة أثناء الحفر.
c.تحكم المصفوفة: العمل مع الموردين باستخدام الغطاء الكهربائي للجدار أو الغرق الأفقي للنحاس لضمان سمك النحاس المتساوي.
d. تصميم للاختبار: إضافة نقاط اختبار على طول مسارات التيار العالي للتحقق من الاستمرارية وتدفق التيار دون إتلاف اللوحة.
أفضل الممارسات لإدارة الحرارة في PCBs النحاس الثقيل
الحرارة هي أكبر عدو لـ PCBs ذات التيار العالي ٪ الحرارة غير المنظمة تقلل من عمر المكونات وتسبب فشلًا مفاجئًا. الجمع بين هذه الاستراتيجيات الأربع لتحقيق أداء حراري مثالي.
1الوسائل الحرارية: أساس تفريغ الحرارة
القنوات الحرارية هي ثقوب صغيرة (0.2 ∼ 0.4 ملم) مغلفة بالنحاس التي تنقل الحرارة من الطبقة العليا إلى الطبقة السفلية (أو الطائرة الأرضية). إنها الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لتبريد أقراص PCB النحاس الثقيلة.
مبادئ توجيهية لتصميم الطاقة الحرارية
| المعلم | المواصفات |
|---|---|
| قطرها | 0.2.0.4mm (يتوازن تدفق الحرارة وكفاءة المساحة). |
| الطول (المسافة) | 2050 مل (كثيفة بما فيه الكفاية لتغطية المكونات الساخنة ؛ تجنب الاكتظاظ). |
| التوظيف | مركز القنوات تحت المكونات الساخنة (مثل MOSFETs و IGBTs) وتوزيعها بالتساوي. |
| كمية | 1 عبر لكل 0.1W من تبديد الطاقة (على سبيل المثال ، 5 قنوات لمكون 0.5W). |
مقارنة الأداء الحراري
| تشكيل الشبكة الحرارية | ارتفاع الحرارة (°C) ل 30A، 3 أوقية من النحاس | المساحة المطلوبة (ملم2) |
|---|---|---|
| لا يوجد طريق | 55 درجة مئوية | 0 |
| 5 فاياس (0.3 ملم، 30 ميل مسافة) | 32 درجة مئوية | 12 |
| 10 فاياس (0.3 ملم، 20 ميل مسافة) | 22 درجة مئوية | 18 |
2المواد ذات التوصيل الحراري العالي
يلعب رصيف PCB دورًا حاسمًا في إزالة الحرارة من FR4 القياسي إلى هذه المواد لتطبيقات التيار العالي:
| نوع القالب | التوصيل الحراري (W/mK) | درجة حرارة العمل القصوى (°C) | الأفضل ل |
|---|---|---|---|
| المعيار FR4 | 0.3 | 130 | الأنظمة المساعدة ذات الطاقة المنخفضة |
| FR4 عالي Tg (Tg 170 °C) | 0.4 | 170 | أجهزة تحكم المحرك الصناعي |
| الألومنيوم MCPCB | 2.0330 | 150 | نظام BMS للسيارات الكهربائية، محركات LED |
| النحاس MCPCB | 401 | 200 | عوائل عالية الطاقة، معدات عسكرية |
| السيراميك (الألومينا) | 20 ¢30 | 350 | أدوات صناعية ذات درجات حرارة مرتفعة |
مثال: يقلل MCPCB النحاسي مع 4 أوقية من النحاس من ارتفاع الحرارة بنسبة 45٪ مقارنةً بـ FR4 PCB القياسي لنفس التطبيق 50A.
3. وضع المكونات الاستراتيجية
تخطيط المكونات يؤثر بشكل مباشر على الأداء الحراري، وتجنب الأخطاء الشائعة مثل تجميع المكونات الساخنة:
أ.توزيع أجزاء عالية الطاقة: MOSFETs الفضاء، IGBTs، والمحولات على بعد ≥ 5mm لمنع تراكم الحرارة.
ب. مكونات حساسة منفصلة: ابقوا وحدات التحكم (مثل الحواسيب الدقيقة) على بعد 10 ملم أو أكثر من آثار التيار العالي لتجنب التلف الحراري.
c.مواءمة مع مسارات التبريد: وضع المكونات الساخنة على الممرات الحرارية أو النواة المعدنية لتحقيق أقصى قدر من نقل الحرارة.
d.تجنب التقاطعات: تقاطع مسارات التيار العالي عند 90 درجة (ليس موازية) لتقليل التدفئة المتبادلة.
4أجهزة غسيل الحرارة والسدادات الحرارية
بالنسبة للتيارات > 100A أو المكونات التي تبدد الطاقة > 5W ، أضف التبريد الخارجي:
أ.المساحات الحرارية: إرفاق مساحات الحرارة من الألومنيوم أو النحاس إلى المكونات الساخنة باستخدام المعجون الحراري (الاستقبال الحراري: 1 ¢ 4 W / mK). حساب حجم المساحة الحرارية من خلال الصيغة:
Tj=T a + ((R ja ×P)
حيث T j = درجة حرارة التقاطع، T a = درجة حرارة البيئة، R ja = المقاومة الحرارية (°C/W) ، P = استنزاف الطاقة (W).
ب.الوسائد الحرارية: استخدم وسادات حرارية من السيليكون أو الجرافيت (الموصلية الحرارية: 1 ′′ 10 W / mK) لسد الفجوات بين المكونات ومحفزات الحرارة ′′ مثالية للسطوح غير المنتظمة.
التبريد بالهواء القسري: إضافة مروحة للمعدات الصناعية التي تعمل في درجات حرارة عالية (> 40 درجة مئوية).
نصيحة: خليط حرارة من الألومنيوم 20 ملم × 20 ملم × 10 ملم يقلل من درجة حرارة التقاطع لمكون 10W بنسبة 40 درجة مئوية.
تقنيات متقدمة لتطبيقات التيار العالي
بالنسبة للتيارات الشديدة (100A +) أو التصاميم المعقدة ، استخدم هذه الأساليب المتقدمة لزيادة الأداء والموثوقية.
1أشرطة الحافلات النحاسية لتدفق التيار الحراري المنخفض
قضبان النحاس هي شرائط نحاس سميكة وسطحة (310 ملم عريضة ، 1 3 ملم سميكة) متكاملة في PCB لنقل التيارات العالية للغاية. تقدم ثلاث مزايا رئيسية:
a. الحركه المنخفضة: تقليل ارتفاعات الجهد و EMI بنسبة 30٪ مقارنة بالآثار القياسية الحاسمة لمحولات EV.
b.قدرة التيار الكبير: يُحمل شريط الحافز النحاسي 10 ملم × 2 ملم 200A مع ارتفاع الحرارة عند 40 درجة مئوية.
تجميع مبسط: استبدال العديد من المسارات المتوازية بشريط واحد ، مما يقلل من نقاط اللحام ومخاطر الفشل.
نصائح تصميم الحافلات النحاسية
a. السماكة: استخدم سمك ≥1mm للتيارات > 100A لتقليل المقاومة.
ب. التثبيت: تأمين أشرطة الحافلات بمواقف معزولة لتجنب الدوائر القصيرة.
c. التصفية: الصفيحة مع القصدير أو النيكل لمنع الأكسدة وتحسين قابلية اللحام.
2كتلة المحطة للاتصالات الآمنة
توفر وحدات الطرف آمنة وموثوقة للأسلاك عالية التيار (على سبيل المثال، 10AWG4AWG). حدد وحدات الطرف على أساس:
a. التيار المسموح به: اختر الكتل المسموح بها 1.5x الحد الأقصى للتيار (على سبيل المثال، كتل 75A لتطبيقات 50A).
ب. مقاس الأسلاك: تطابق حجم الكتل مع سمك الأسلاك (على سبيل المثال ، يحتاج سلك 6AWG إلى كتلة نهاية بسعة 16mm2).
c.التثبيت: استخدم محطات المسامير أو المقابس الرباعية لمقاومة الاهتزازات (حاسمة للسيارات الكهربائية والمعدات الصناعية).
3. PCBs النحاس الثقيل متعدد الطبقات
تصاميم متعددة الطبقات (4 ′′ 12 طبقة) توزيع التيار عبر طبقات نحاس متعددة ، مما يقلل من عرض الأثر وارتفاع الحرارة. مبادئ التصميم الرئيسية:
a. الطائرات الكهربائية والأرضية: استخدم طبقات 2-4 كطائرات الكهرباء/الأرضية المخصصة لنشر التيار بالتساوي.
ب.تراكم الطبقات: وضع طبقات النحاس بشكل متماثل (على سبيل المثال، الطاقة → الإشارة → الأرض → الإشارة → الطاقة) للحد من التشوه.
c. Via Stitching: ربط الطائرات الكهربائية / الأرضية مع vias (0.3mm ، 50mil pitch) لتحسين توزيع التيار وتقليل الحثية.
مثال: لوحة PCB نحاسية ثقيلة ذات 6 طبقات مع 4 أونصات من الطائرات القوية تحمل 150A مع ارتفاع الحرارة 30 درجة مئوية ، وهو شيء يمكن أن يحققه لوحة ذات طبقتين فقط مع آثار واسعة غير عملية (100 ميل +).
لماذا الشراكة مع مصنع PCB النحاس الثقيل المتخصصة
تصميم أقراص PCB من النحاس الثقيل هو نصف المعركة فقط. تحديد التصنيع أمر بالغ الأهمية. ابحث عن الموردين الذين لديهم هذه المؤهلات:
أ.شهادات IPC: IPC 610 الفئة 3 (أعلى جودة) و IPC 2221 الامتثال لتحديد حجم العلامات.
المعدات المتخصصة: غانتري الكهربائية، والغلاف الفراغ، والحفر بالليزر للشاشات الصغيرة.
c. الخبرة في المواد: الخبرة في MCPCBs ، وأساسات النحاس ، والنحاس السميك (حتى 20 أونصة).
d. قدرات الاختبار: التصوير الحراري، اختبار تدفق التيار، والدورة الحرارية للتحقق من صحة الأداء.
e.التخصيص: القدرة على تخصيص سمك النحاس ، وقناع اللحام ، والانتهاء (ENIG ، HASL) لتطبيقك.
دراسة حالة: شركة طاقة متجددة تتعاون مع شركة تصنيع IPC 610 من الفئة الثالثة لإنتاج 6 أونصات من أقراص PCB النحاس الثقيلة لغيرات الطاقة الشمسية.خفضت اللوحات الفشل المرتبط بالحرارة بنسبة 80٪ وتحسين كفاءة المحول بنسبة 3٪.
أسئلة شائعة حول PCBs النحاس الثقيل
1ما هو الحد الأقصى لسمك النحاس لـ PCBs النحاس الثقيل؟
معظم الشركات المصنعة تقدم ما يصل إلى 20 أونصة (700 ميكرومتر) من النحاس للتطبيقات المتطرفة (مثل الرادار العسكري ومعدات اللحام).النحاس الأكثر سماكة (> 20 أونصة) ممكن ولكن يتطلب أدوات مخصصة وأوقات قيادة أطول.
2هل يمكن استخدام PCBs النحاسي الثقيل في التطبيقات عالية التردد؟
يقلل النحاس السميك من المعوقة (حاسمة للإشارات عالية التردد) ولكن يتطلب تصميمًا دقيقًا للتعقب لتجنب فقدان الإشارة. استخدم أجهزة حاسبة المعوقة (على سبيل المثال،أدوات القطبية) لتحسين عرض المسار والفاصل بين 50Ω/75Ω عائق.
3كيف يمكنني تحقيق التوازن بين التكلفة والأداء لـ PCBs النحاسي الثقيل؟
a. استخدم الحد الأدنى من سمك النحاس اللازم لمتطلباتك الحالية (على سبيل المثال، 3 أونصة بدلا من 6 أونصة ل 30A).
ب. الحد من التصاميم متعددة الطبقات إلى 4~6 طبقات ما لم يكن مطلوبا > 100A.
c. اختار FR4 أو MCPCB الألومنيوم بدلاً من MCPCB النحاس للمشاريع الحساسة للتكلفة.
4ما هي الأخطاء الشائعة في PCBs النحاس الثقيل؟
a.التمرير: يسببها سوء التمرير (ضغط/درجة حرارة غير كافية) أو سمك النحاس المفرط.
ب. رفع المسامير: بسبب الإجهاد الحراري من عدم تطابق CTE يتم حلها باستخدام وسائد الدموع والقنوات الحرارية.
c. أخطاء الحفر: الحفر القصير أو الزائد للنحاس الكثيف استخدام مصنع مع عمليات الحفر المسيطرة.
الاستنتاج: الـ (بي سي بي) الثقيلة من النحاس العمود الفقري للإلكترونيات ذات الطاقة العالية
وبما أن الإلكترونيات تتطلب تيارًا أعلى وموثوقية أكبر من المركبات الكهربائية إلى أنظمة الطاقة المتجددة أصبحت أقراص PCB النحاس الثقيلة لا غنى عنها.تبديد الحرارة بكفاءة، وتتحمل الظروف القاسية مما يجعلها الخيار الأول لتطبيقات عالية الطاقة.
المفتاح لنجاح تصميم PCB النحاس الثقيل يكمن في:
a. سمك النحاس ذو الحجم المناسب لتحقيق التوازن بين القدرة الحالية والتكلفة.
ب.حسابات دقيقة لعرض المسار باستخدام معايير IPC لتجنب الإفراط في الحرارة.
c.إدارة حرارية شاملة (الممرات الحرارية، المواد الحرارية العالية، المستنقعات الحرارية).
d. القدرة على التصنيع التعاون مع الموردين المعتمدين من قبل IPC لتجنب العيوب.
بالنظر إلى المستقبل، ستلعب أقراص التفاح الثقيلة دوراً أكبر في الانتقال إلى الطاقة النظيفة والتنقل الكهربائي.ستحسن سبائك النحاس ذات التوصيل العالي وأنظمة التبريد المتكاملة من أداءها مع تقليل الحجم والتكلفة.
بالنسبة للمهندسين والمصممين، فإن إتقان تصميم أقراص PCB النحاس الثقيلة لم يعد خياراً، بل ضرورة للبقاء تنافسياً في سوق الإلكترونيات عالية الطاقة.من خلال اتباع المبادئ الموضحة في هذا الدليل، يمكنك إنشاء لوحات موثوقة وفعالة، ومبنية لتتعامل مع متطلبات تكنولوجيا الغد.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
