무거운 구리 PCB 및 단면 PCB : 이들에 대한 모든 정보

Heavy Copper PCB 및 단면 PCB 소개

PCB 제작 및 설계에 무거운 구리 PCB 및 단면 PCB를 사용하면 최대의 신뢰성을 얻을 수 있습니다. 결국, 무거운 구리 인쇄 회로 기판의 증가하는 추세는 여러 산업에서 새로운 표준입니다. 그 이유는 Heavy Copper PCB는 신뢰성, 견고성 및 효율성을 포함한 많은 이점을 제공하기 때문입니다.

현대 전자 제품은이 놀라운 인쇄 회로 기판의 이점을 누릴 수 있습니다. 이 특정 유형의 인쇄 회로 기판에 익숙하지 않은 경우이 블로그 게시물에서 자세히 설명합니다.

무거운 구리 PCB 및 단면 PCB

무거운 구리 PCB는 여러 가지 이점을 제공하는 최신 인쇄 기판입니다. 이전에 무거운 구리 PCB에 대한 자세한 소개를 살펴 보았으므로 기본 사항 (예 : 단면 PCB)에 집중할 수 있습니다.

단면 인쇄 회로 기판이란 무엇입니까?

저밀도 설계에는 단일 레이어 인쇄 회로 기판을 사용해야합니다. 복잡성과 효율성이 부족하기 때문입니다. 한 층의 전도성 물질로 오랫동안 사용되어 왔습니다. 최초의 단면 인쇄 회로 기판이 1950 년대에 등장한 것 같습니다.

그 이후로 그들은 쉽게 시장을 장악했으며 모든 전자 제품의 필수적인 부분이되었습니다. 이 보드의 가장 큰 장점은 설계가 쉬울뿐만 아니라 제조업체에게 매우 비용 효율적이고 간단하다는 것입니다.

따라서 비용 효율적이기 때문에 제조업체는 대량으로 개발하는 것을 선호합니다.

단면 인쇄 회로 기판 제조

단층 PCB이기 때문에 열전 도성 물질을 한 층만 포함합니다. 이 재료는 또한 전기 절연 유전체입니다. 그것은 구리의 라미네이션을 가지고 있으며 마지막으로 모든 것 위에 솔더 마스크를 적용합니다.

단면 PCB의 장점

효과적 임에도 불구하고 제조상 오류가 발생할 확률이 낮습니다.

특히 대량으로 제조하려는 경우 비용 효율적입니다.

강도가 낮은 장비에 적합합니다.

인기 있고 이해하기 쉽고 제조업체입니다.

무거운 구리 PCB : 알아야 할 사항

지금도 대부분의 상용 인쇄 회로 기판은 저전력 애플리케이션을 위해 개발되었습니다. 이 인쇄 기판에는 ½ oz / ft2에서 3 oz / ft2 사이의 무게를 가진 구리를 사용하여 만들어진 구리 트레이스가 있습니다.

반대로 무거운 구리 회로의 경우 구리 무게가 급격히 증가합니다. 이제 제조업체는 4 ~ 20oz / ft2 범위의 구리 무게를 사용합니다. 구리 중량은 20 이상에서 최대 200oz / ft2까지 사용할 수 있습니다.

그러나이를 Extreme Copper Printed Circuit Boards라고합니다.

무거운 구리 : 건설

Heavy Copper PCB construction offer the board a number of benefits. Below, we have listed some of those benefits.

• The boards have increase endurance when it comes to thermal strains.
• Enhances the current carrying capacity.
• Increase mechanical strength in the PTH holes as well as at the connector sites.
• The board is able to explore the full potential of the exotic material such as high temperature without causing any circuit failure.
• The Printed boards are small, as it is possible to incorporate the same layer of circuity using multiple copper weights.
• Heavy current is carried out through the board with the help of heavily copper plated vias. Thus, allow better heat dissipation process. The heat is effortlessly carried to the external heatsink.
• The heatsinks are direct plated onto the surface of the board with the help of 120-oz copper planes.
• 인쇄 회로 기판에는 고전력 밀도 평면 변압기가 있습니다.

Heavy Copper PCB 및 단면 PCB의 구성

다음은 Heavy Copper PCB 및 단면 PCB .

제조업체는 PCB 유형 (예 : 단층, 이중층 또는 다층)에 관계없이 구리 도금 및 에칭 공정의 조합을 사용합니다. 얇은 구리 호일 시트가 회로 층입니다. 일반적으로 2oz / ft2보다 두껍지 않습니다.

0.5 oz / ft2만큼 얇은 층을 가질 수 있습니다. 제조업체는 원하지 않는 구리를 제거하기 위해이 시트를 에칭합니다. 다음으로 트레이스, 평면에 구리 두께를 추가하고 구멍을 통해 도금되고 시트가 도금됩니다.

They then laminate teh entire circuit so that it comes out as one complete package. For the lamination processes, the manufacturers use a number of different substrates. However, FR4 is the most common epoxy-based substrate. They sometimes even use polyimide as the substrate.

Heavy copper circuit boards have the same production process as other boards. They use specialized plating and etching techniques such as the differential etching, or high-step plating. Previously, for the formation of copper features, manufacturers used to etch thick copper-clad laminated board material.

그러나 이로 인해 허용 할 수없는 언더컷 및 고르지 않은 트레이스 측벽이 발생할 수 있습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 제조업체는 이제 무거운 구리 피처를 형성하기 위해 에칭과 도금의 조합을 사용합니다. 따라서 이제 보드에는 무시할 수있는 언더컷과 직선 측벽이 있습니다.

무거운 구리 도금

무거운 구리 회로 기판의 도금으로 인해 비아 측벽과 도금 된 홀의 구리 두께를 늘릴 수 있습니다. 표준 기능을 무거운 구리와 혼합하는 것이 단일 보드에서 가능해졌습니다. 이것을 PowerLink라고합니다.

주요 이점 중 일부는 더 작은 설치 공간, 낮은 임피던스 배전 및 잠재적 인 비용 절감을 포함합니다. 일반적으로 제조업체는 다른 제어 회로와 함께 고전류 회로를 생산하기 위해 별도의 보드를 사용합니다.

With heavy copper plating, it is now possible to integrate control circuits along with the high-current circuits to enjoy a simple, yet highly dense board structure. It is also possible to connect the heavy copper features to standard circuits.

Standard features and heavy copper are easily placeable on the board with minimal restriction, thus allowing the fabricator and designer to discuss manufacturing abilities along with tolerance before the final design.

Temperature Rise and Current Carrying Capacity

Copper circuit’s current-carrying ability greatly depends upon the amount of heat a project can withstand. After all, there is a connection between the current flow and the increase in the heat level. When the current flows in along trace, there is a power loss, this then leads to the localized heating.

For cooling, the traces use the conduction process along with the convection. The conduction is with the neighboring components and convection is into the environment. So, to calculate the right trace distance, you should estimate the heat that would rise due to applied current.

For a perfect situation, you need to reach an ideal situation. It means that the cooling rate should be equal to the heating rate. There is a formula that you can use in this instance.

IPC-2221A, External Track’s Current Capacity: I = .048* DT(.44) * (W * Th)(.725).

DT: Temperature Rise

I: Amps

W: Width of Trace mil

Th: Thickness of Trace mil

NOTE: Derate the internal traces by 50% for heating’s same degree.

위의 IPC 공식을 사용하면 단면적이 다른 번호 트레이스의 전류 전달 용량을 생성 할 수 있지만 온도가 20도 증가합니다.

회로 기판의 내구성 및 강도

열 관리

엔지니어와 개발자는 장비에서 최대 성능과 가치를 얻기 위해 열심히 노력하고 있으므로 회로에 점점 더 많은 압력을 가하고 있습니다. 인쇄 회로 기판은 매우 복잡하고 밀도가 높아지고 있습니다.

전력을 효율적으로 사용하고 구성 요소를 소형화하고 고전류 요구 사항을 충족해야하기 때문에 열 관리가 필수적입니다. 제조업체는 히스의 형태로 손실을 통제해야합니다. 그들은 효과적인 방식으로 열을 발산 할 수있는 전자 장치의 작동을 생성해야합니다.

무거운 구리 회로 기판의 가장 큰 장점은 매우 우수한 방열 장치라는 것입니다. I2R 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 보드는 중요한 구성 요소에서 열을 전달하는 데 효과적이므로 고장률을 크게 줄입니다.

히트 싱크

방열판은 열 발산을 달성하는 좋은 방법입니다. 따라서 무거운 구리 인쇄 회로 기판은 기판에 사용됩니다. 이 방열판의 목적은 열을 원천에서 방출하는 것입니다. 열을 방출하기 위해 그들은 환경 대류를 사용합니다.

일반적으로 제조업체는 방열판을 구리 표면에 결합하기 위해 열 전도성 접착제를 사용합니다. 그럼에도 불구하고 볼트 체결 또는 리벳 팅의 가능성도 있습니다. 방열판을 만들려면 알루미늄 또는 구리를 사용할 수 있습니다.

방열판 조립 공정

방열판의 조립 과정은 매우 광범위하고 복잡합니다. 이는 크게 3 가지 주요 단계로 구성되어 있으며 각 단계는 비용이 많이들뿐만 아니라 노동력도 엄청나게 많습니다. 제조업체는 프로세스를 완료하기 위해 많은 노력, 시간 및 에너지를 투자해야합니다.

반면에 내장형 싱크를 선택하면 가격과 시간 측면에서 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 결국 제조업체는 PCB 제조 공정 중에 이러한 싱크를 만듭니다. 추가 조립 프로세스가 필요하지 않습니다.

무거운 구리 회로 기술 덕분에 내장 방열판에 액세스 할 수 있습니다. 보드의 외부 표면에 두꺼운 구리 방열판을 사용할 수 있습니다. 히트 싱크를 헤드 전도성 비아에 연결하려면 전기 도금을해야합니다. 열전도 과정을 방해하는 간섭이 없는지 확인하십시오.

Additional Copper Plating

The additional copper plating in the heat vias, result in better, and enhance thermal conductivity. The reason being, it helps in reducing the board’s thermal resistance. Allowing the manufacturers to aim for the same degree of repeatability and accuracy innate in 인쇄 회로 기판 제조 .

In comparison to cylindrical wire conductors, the planar windings improve the current density. The reason being, they are basically fat traces that are conductively created onto the copper-clad laminate. Therefore, the PCB ensures a higher and efficient current carrying ability while reducing the impact of the skin.

Planar를 사용하면 온보드 2 차 2 차 및 1 차 2 차 유전체 절연을 달성 할 수 있습니다. 이는 제조업체가 인쇄 회로 기판 레이어 사이에 사용하는 동일한 유전체 재료가 있기 때문에 발생합니다. 따라서 모든 권선의 완전한 밀봉을 보장합니다.

또한 1 차 권선을 분할 할 수 있으므로 2 차 권선이 1 차 권선의 중간에 머물 수 있습니다. 이는 극도로 낮은 누설 인덕턴스를 달성하는 데 도움이됩니다. 기본 인쇄 회로 기판을 사용하면 여러 에폭시 재료를 사용하는 동안 약 50 겹의 권선 (구리)을 끼워 넣을 수 있습니다. 모든 권선의 두께는 10oz / ft2입니다.

PCB 설계에서 무거운 구리 사용의 중요성

무거운 구리 PCB와 단면 PCB가 동일한 결과를 관리 할 수 ​​있다고 생각할 수 있지만 더 이상 틀릴 수는 없습니다. 예, 단면 PCB는 비용 효율적이고 제조가 쉬우 며 매우 간단합니다. 그러나 그들은 무거운 구리 PCB가 갖는 힘이 없습니다.

기능, 밀도 및 성능 측면에서 부족합니다. 현대 전자 장치에는 일반 PCB 이상의 것이 필요하므로 제조업체는 무거운 구리 PCB로 전환하고 있습니다. 아래에 PCB 설계에 무거운 구리를 사용하는 것이 중요한 이유를 나열했습니다.

우수한 지휘자

Everyone is familiar with this particular fact; copper has an excellent conducting ability. It is an outstanding electric conductor as well as a thermal conductor. When you incorporate copper into your board, it tends to improve the overall heat transfer process. Thus, resulting in increased efficiency of the Printed Circuit Board.

After all, incompetent thermal management is among the common reason for poor Printed Circuit Board performance. A poor performing PCB will quickly lead to failure, which would impact the efficiency and longevity of your equipment.

Small Amount of Copper

The great thing is that you can achieve all the amazing factors by using just a small amount of copper. However, do bear in mind that the higher volume of copper would have a direct impact on the efficiency of the board.

Outstanding Thermal Resistance

열 저항을 제공하는 데있어 구리가 가장 중요한 소재는 현대 인쇄 회로 기판에서 중요해졌습니다. 무거운 구리 PCB 및 단면 PCB는 모두 구리를 사용하여 효과적인 결과를 산출합니다. 많은 양의 구리는 제품이 극한 조건을 견딜 수 있도록합니다. 구리는 의심 할 여지없이 도금 된 스루 홀의 기계적 저항을 증가시킵니다.