Projeto de PCB de Cobre Pesado

Projeto de PCB de Cobre Pesado

Os requisitos industriais atuais estão exigindo cada vez mais o design de PCBs de cobre pesado. Essas PCBs têm sido cada vez mais usadas no setor de eletrônicos, principalmente em interruptores complexos que precisam caber em uma área compacta. Isso se deve à forte condutividade elétrica e térmica do cobre. O produto final é uma placa de várias camadas ou de dupla face com camadas externas detalhadas e camadas pesadas de cobre nas camadas internas. Como resultado, essas placas podem ser encontradas tanto em conversores de energia quanto em transformadores planos.

Visão Geral da PCB de Cobre Pesado

Uma PCB de cobre pesado é uma placa que possui um circuito de cobre pesado. Esse tipo de PCB é submetido a técnicas especializadas de galvanização e gravação, como galvanização por etapas e gravação diferencial. Ela também é chamada de PCB de cobre espesso. Afinal de contas, o peso do cobre varia de 4 oz/ft2 a 20 oz/ft2.

Como resultado, não há necessidade de criar circuitos de alta corrente/alta potência e circuitos de controle em placas separadas com a placa de cobre espesso. Além disso, o revestimento de cobre espesso vem com um design de placa simples e é altamente denso.

Etapas do Projeto de PCB de Cobre Pesado

Ao projetar PCBs de cobre pesado, há vários fatores importantes que devem ser levados em conta. Aqui estão algumas dicas e truques a serem considerados:

Determine seus requisitos: Antes de começar a projetar sua PCB de cobre pesado, é necessário determinar os requisitos específicos de sua aplicação. Isso inclui a quantidade de corrente que a placa de circuito impresso precisa transportar, a temperatura de operação, o tamanho e a forma da placa de circuito impresso e quaisquer outros requisitos exclusivos.

Escolha seus materiais: As PCBs de cobre pesado exigem materiais especializados, incluindo folhas e laminados de cobre de alta qualidade. Você também deve considerar a espessura das camadas de cobre e o material do substrato usado para a PCB.

Planeje o empilhamento de camadas: O empilhamento de camadas é uma parte essencial do projeto da PCB de cobre pesado. É preciso planejar cuidadosamente o empilhamento de camadas para garantir a dissipação adequada de calor e a integridade do sinal. Considere a colocação de camadas de cobre, camadas dielétricas e quaisquer outras camadas necessárias.

Determine a largura e o espaçamento do traço: As PCBs de cobre pesado exigem traços de cobre mais largos para lidar com as altas correntes. Você também deve aumentar o espaçamento entre os traços para evitar a formação de arcos elétricos. Considere os requisitos específicos de seu aplicativo para determinar a largura e o espaçamento adequados dos traços.

Considere o gerenciamento térmico: As PCBs de cobre pesado geram muito calor, portanto, é preciso considerar como dissipar esse calor de forma eficiente. Isso pode incluir o uso de vias térmicas para transferir o calor das camadas de cobre para as camadas externas da PCB ou o uso de técnicas especializadas de gerenciamento térmico, como dissipadores de calor ou ventiladores.

Garanta a capacidade de fabricação: as PCBs de cobre pesado exigem processos de fabricação especializados, portanto, é essencial garantir que seu projeto possa ser fabricado. Isso inclui garantir que os furos estejam nos locais certos e do tamanho correto, que o revestimento seja de alta qualidade e que o projeto geral atenda às especificações do fabricante.

Dicas de Projeto de PCB de Cobre Pesado

Quando se trata de projetar PCBs de cobre pesado, há várias considerações importantes que devem ser levadas em conta. Aqui estão algumas dicas e truques que podem ajudá-lo a projetar uma PCB de cobre pesado de alta qualidade:

Empilhamento de camadas: As PCBs de cobre pesado exigem um projeto cuidadoso de empilhamento de camadas para garantir a dissipação adequada do calor e a integridade do sinal. Você deve colocar as camadas de cobre o mais próximo possível do centro da PCB para reduzir a resistência térmica e maximizar a transferência de calor.

Largura e espaçamento do traço: Como as PCBs de cobre pesado são projetadas para lidar com altas correntes, é necessário garantir que os traços de cobre sejam largos o suficiente para transportar a corrente sem superaquecimento. Você também deve aumentar o espaçamento entre os traços para evitar arcos elétricos.

Perfuração e revestimento: As PCBs de cobre pesado exigem processos especializados de perfuração e revestimento para garantir uma conexão confiável entre as camadas de cobre. Você deve usar materiais de revestimento de alta qualidade e selecionar o tamanho certo da broca para garantir uma perfuração precisa.

Gerenciamento térmico: As PCBs de cobre pesado geram muito calor, portanto, é preciso considerar como dissipar esse calor de forma eficiente. Você pode usar vias térmicas para transferir o calor das camadas de cobre para as camadas externas da PCB ou pode usar técnicas especializadas de gerenciamento térmico, como dissipadores de calor ou ventiladores.

Controle de qualidade: as PCBs de cobre pesado exigem medidas rigorosas de controle de qualidade para garantir que atendam aos requisitos de desempenho e confiabilidade. Você deve realizar testes e inspeções abrangentes durante todo o processo de fabricação para detectar quaisquer defeitos ou problemas.

Seguindo essas dicas e truques de projeto, é possível criar uma PCB de cobre pesado de alta qualidade que atenda aos requisitos de desempenho e confiabilidade de sua aplicação.

O Que a PCB de Cobre Pesado Oferece?

Por Que Você Deve Usar Uma PCB de Cobre Pesado? Aqui Estão Algumas das Vantagens:

Multiuso:

Nem toda placa pode suportar o peso da PCB de cobre pesado sem sacrificar a qualidade ou o desempenho da placa. É mais provável que essas placas sejam utilizadas em vários dispositivos com níveis variáveis de potência e sinal do que as placas PCB comuns.

Tamanho compacto:

A capacidade das placas de cobre pesadas de sustentar frequência, alta corrente, alta temperatura e ciclos térmicos recorrentes é atribuível ao empilhamento de muitas camadas em uma única camada. Isso diminui o tamanho e o peso total da placa, permitindo o uso de circuitos minúsculos e de alto desempenho.

Resistente à degradação térmica:

As placas de alta frequência geram muito calor, que o sistema de resfriamento por ventilador não consegue dispersar com eficiência. Esse calor danifica as frágeis juntas soldadas da placa, reduzindo o desempenho e, por fim, destruindo-a. Devido à sua maior condutividade, as placas PCB de cobre pesado geram menos calor e se afastam de qualquer calor externo em um ritmo muito mais rápido.

Melhorar o compartilhamento de carga:

Em vez de gerar várias camadas duplicadas e paralelas, o cobre pesado pode ser combinado com vias de cobre. Isso reduz as dificuldades de compartilhamento de carga associadas a vários níveis paralelos.

A vantagem estrutural da placa:

Uma PCB de cobre pesado com várias camadas oferece maior resistência mecânica devido ao empilhamento de camadas e aos orifícios de passagem revestidos.

Como a PCB de Cobre Pesado é Fabricada?

O revestimento ou a gravação são comumente utilizados na produção de PCBs de cobre extremo. O objetivo principal é aumentar a espessura do cobre das paredes laterais e dos furos revestidos. No entanto, os processos normais de gravação resultam em margens e linhas de borda gravadas de forma desigual. Portanto, são necessários processos específicos de gravação e galvanização para obter a espessura adicional de cobre em PCBs de cobre pesado.

As PCBs de cobre pesado são galvanizadas durante todo o processo de fabricação da PCB. Isso ajudará a aumentar a espessura das barreiras de PTH na PCB. Como resultado, a contagem de camadas é reduzida e a distribuição de impedância é reduzida com esse método. No entanto, quando as PCBs são submetidas a vários ciclos durante o processo de fabricação, os furos revestidos podem se tornar frágeis.

Métodos de Fabricação de PCBs de Cobre Pesado

Método da barra azul: O método da barra azul é usado para criar PCBs para automóveis. Ele envolve a inserção de barras grossas de cobre nas PCBs para transmitir a corrente adicional.  Isso porque são necessárias apenas algumas linhas para transportar uma corrente mais significativa em circuitos de alta potência. Essa abordagem economiza tempo e dinheiro ao reduzir o peso da placa de circuito impresso. Por outro lado, os fabricantes de PCBs de várias camadas devem prestar muita atenção ao nível de preenchimento de cobre entre as camadas internas para evitar delaminação adicional.

Método do cobre incorporado: Com essa abordagem, é criada uma PCB de cobre espessa com cobre pesado e superfície plana incorporada à resina pré-impregnada. A espessura da resina determina a espessura do cobre pesado que deve ser usado.

Diferença entre Uma PCB de Cobre Espesso e Uma PCB Padrão

A espessura da deposição de cobre na placa é a diferença significativa entre a PCB comum e a PCB de cobre espesso.

A camada de cobre em uma PCB padrão pesa uma onça ou 35 micrômetros, mas a camada de cobre em uma PCB de cobre espesso pesa quatro onças ou 140 micrômetros.

As PCBs padrão não podem conduzir grandes valores de corrente; no entanto, as PCBs de cobre extremo podem conduzir níveis significativos de corrente.

Além disso, as PCBs padrão não suportam estresse mecânico para aumentar a condutividade térmica.

Por outro lado, as PCBs de cobre espesso são reconhecidas por aumentar a condutividade térmica e, ao mesmo tempo, preservar o estresse mecânico.

Recursos de PCB de Cobre Pesado

Ao empregar PCB de cobre pesado para várias aplicações, é vital avaliar suas capacidades. Com base em suas especificações, a construção desse tipo de PCB é mais cara.

Os recursos mencionados abaixo devem estar disponíveis em uma PCB de cobre pesado:

É necessário um tamanho máximo de placa de 457 mm x 610 mm e um tamanho mínimo de placa de 6 mm x 6 mm.

A espessura do cobre por pé quadrado é superior a 3 onças.

Recomenda-se o uso de máscaras de solda verdes, pretas, azuis, vermelhas, brancas, roxas ou amarelas.

A cor da serigrafia é branca, amarela ou preta.

Uma placa com espessura de 0,6 mm a 6 mm

O peso máximo de cobre para a camada externa deve ser de 15 onças.

Ouro de imersão, HASL e OSP devem ser usados para o acabamento da superfície.

A espessura final varia de 0,020 a 0,275 polegadas.

Aplicações de PCB de cobre pesado

O cobre pesado é amplamente utilizado em placas de circuito impresso com alta energia (ou alta corrente), como dispositivos eletrônicos de potência e sistemas de fornecimento de energia. Essas PCBs são mais observadas nos seguintes setores:

Vantagens do PCB de Cobre Pesado:

1- Maior sobrevivência contra altas temperaturas e tensões térmicas

2- Melhoria na capacidade de transporte de corrente

3- Alta resistência mecânica

4- O tamanho total do produto é reduzido com a incorporação de componentes eletrônicos de alta e baixa potência na mesma PCB.

5- Transferência e dissipação eficientes de calor

6- Dissipadores de calor revestidos diretamente na superfície da placa com até 120 onças de cobre.

7- Transformadores planares de alta densidade de potência são impressos na placa

Aplicações de PCBs de Cobre Pesado:

1- Aplicações militares, como eletrônica de armas guiadas, radares e similares

2- Aplicações de iluminação, como lâmpadas de LED de alto brilho

3- Equipamentos industriais, como fontes de alimentação, energia solar, circuitos de acionamento de motores, inversores, UPS, estabilizadores, carregadores de bateria, servoacionamentos etc.

Escolhendo os fabricantes certos de PCBs de cobre pesado

Guia de Projeto para PCB de Cobre Pesado

Este artigo é para o guia de design sobre PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) e DFM (design para fabricação) é a largura e o espaço da linha para PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado), enquanto o DFM (design para fabricação) é muito importante para PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) porque a maioria dos guias de design de PCB não atenderá a PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado). Muitos dos fornecedores de PCB podem fabricar PCB com 4 mil ~ 5mil de largura de linha e espaço de linha como traço / espaço mínimo, mas não atende às solicitações de PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado), 3 ~ 4 mil de largura de linha de circuito é sempre para 0.5 OZ ou 1 OZ camada de cobre em PCB, mas não para PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) (3 OZ ~ 30 OZ PCB de cobre), você sabe que o fabricante de PCB não pode fazer 3 mil de espaço de linha para 30 OZ PCB, é por isso que o designer de PCB deve considerar o DFM.

Enquanto isso, você pode visitar PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) e FAQ de PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) para obter mais informações.

A) Espaço de linha e largura de linha em PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado)

Ao projetar a placa, você deve considerar a relação entre o espaço mínimo da linha (refere-se a Min LS mais tarde) e a largura mínima da linha (refere-se a Min LW mais tarde). Se o valor for maior, a placa será mais fácil de ser fabricada.

B) Diâmetro mínimo do furo passante revestido (PTH)

O PTH deve ser >=0,3 mm; anel de cobre anular: 0,15 mm

C) Espessura de cobre da parede para PTH: Normal: 20um-25um, e máximo 2-5OZ (50-100um).

D) Camadas máximas: Para cobre pesado, o máximo de camadas que podemos fazer é 20L.

A espessura da placa deve ser superior a 1,6 mm para cobre 30OZ.

Controle de impedância, alta Tg, não são viáveis para cobre pesado.

Via mínima: 0,3 mm.

E) Tamanho máximo da placa: 550x350mm é o mais econômico. Tamanho maior (550x500mm) também é viável, mas o custo será muito maior.

Se quiser saber mais informações sobre PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) ou conhecer as perguntas sobre PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado) para evitar erros ao projetar PCB de cobre pesado (placa de circuito impresso de cobre pesado), visite outras páginas em nosso site ou entre em contato conosco para obter ajuda diretamente.