email Почта:  Info@miraclepwb.com
call Телефон:  + 86-755-85246345
search icon
Дом/ Блог/ Тяжелая медная печатная плата и односторонняя печатная плата: узнайте о них все

Тяжелая медная печатная плата и односторонняя печатная плата: узнайте о них все

2020-07-27

Введение в тяжелую медную печатную плату и одностороннюю печатную плату

Когда вы используете тяжелую медную печатную плату и одностороннюю печатную плату при изготовлении и проектировании печатных плат, вы можете достичь максимальной надежности. В конце концов, растущая тенденция производства печатных плат из тяжелой меди является новой нормой для нескольких отраслей. Причина в том, что тяжелые медные печатные платы обладают рядом преимуществ, включая надежность, надежность и эффективность.

Modern electronics can truly benefit from these amazing Printed Circuit Boards. In case, you are unfamiliar with this particular type of Printed Circuit Board, in this blog post, we will talk about them in detail.

Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB

Тяжелая медная печатная плата и односторонняя печатная плата

Heavy copper PCB is the modern Printed Board offering several benefits. Before, we get down to a detailed introduction of heavy copper PCB, lets us focus on the basics i.e. a Single-Sided PCB.

What is a Single-Sided Printed Circuit Board?

You should use Single layered Printed Circuit Boards for low-density designs. As they lack complexity and efficiency. With their one layer of conductive material, they have been around for a long time. It seems the first Single-sided Printed Circuit board came into existence in the 1950s.

С тех пор они без особых усилий доминировали на рынке и стали неотъемлемой частью всей электроники. Эти платы хороши тем, что они не только просты в разработке, но и очень экономичны и просты для производителя.

Поскольку они экономичны, производители предпочитают выпускать их в больших количествах.

Изготовление односторонних печатных плат

Поскольку это однослойная печатная плата, она содержит только один слой теплопроводящего материала. Этот материал также является электроизоляционным диэлектриком. Он покрыт медью и, наконец, поверх всего нанесена паяльная маска.

Преимущества односторонней печатной платы

Несмотря на то, что он эффективен, он имеет низкую вероятность ошибок при производстве.

They are cost-effective especially when you plan to manufacturer them in large volumes.

They are excellent for equipment that has a low intensity requirement.

Popular, easy to understand, and manufacturer.

Heavy Copper PCB: What You Need to Know

Even now, most commercially available Printed Circuit Boards are developed for low power applications. These Printed Boards have copper traces that are made using a copper that weighs between ½ oz/ft2 to 3 oz/ft2.

On the contrary, in the case of the heavy copper circuit, the copper weight increases drastically. Now, the manufacturer uses copper weighing somewhere between 4 to 20 oz/ft2. It is possible to use copper weight above 20 and up to 200 oz/ft2.

However, you would name them as the Extreme Copper Printed Circuit Boards.

Heavy Copper: Construction

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.
  • На печатной плате присутствуют планарные трансформаторы с высокой плотностью мощности.

Конструкция тяжелой медной печатной платы и односторонней печатной платы

Вот краткий процесс создания тяжелой медной печатной платы и односторонней печатной платы.

Производители используют сочетание процессов меднения и травления, независимо от типа печатной платы, т.е. однослойной, двухслойной или многослойной. Тонкие листы медной фольги являются слоями схемы. Обычно они не толще 2 унций / фут2.

Возможен слой толщиной до 0,5 унций / фут2. Производители травят эти листы, чтобы избавиться от ненужной меди. Затем добавьте толщину меди к дорожкам, плоскостям, металлическим сквозным отверстиям и контактным площадкам, на которых покрыты листы.

Затем они ламинируют всю схему, так что она получается как единый комплект. Для процессов ламинирования производители используют ряд различных подложек. Однако FR4 является наиболее распространенной подложкой на основе эпоксидной смолы. Иногда даже в качестве подложки используют полиимид.

Печатные платы из тяжелой меди производятся так же, как и другие платы. Они используют специальные методы нанесения покрытия и травления, такие как дифференциальное травление или высокостепенное покрытие. Ранее для формирования медных элементов производители травили толстые многослойные плиты, плакированные медью.

However, this would cause unacceptable undercutting and uneven trace sidewalls. However, with technological advancement, manufacturers now use a combination of etching and plating for the formation of heavy copper features. Therefore, the boards now have negligible undercut and straight sidewalls.

Heavy Copper Plating

Due to the plating of heavy copper circuit boards, it is possible to increase copper thickness in vias sidewalls and plated holes. You mixing standard features with heavy copper has become a possibility on a single board. This is known as the PowerLink.

Some of the major advantages include smaller footprints, low impedance power distribution, and potential cost savings. Normally, manufacturers use separate boards for the production of the high current circuits along with other control circuits.

Благодаря толстому медному покрытию теперь можно интегрировать цепи управления вместе с сильноточными цепями, чтобы получить простую, но очень плотную структуру платы. Также возможно подключить тяжелые медные элементы к стандартным цепям.

Стандартные элементы и тяжелая медь легко размещаются на плате с минимальными ограничениями, что позволяет изготовителю и проектировщику обсудить производственные возможности и допуски до окончательного проектирования.

Повышение температуры и пропускная способность по току

Токопроводящая способность медных цепей во многом зависит от количества тепла, которое может выдержать проект. В конце концов, существует связь между протеканием тока и повышением уровня тепла. Когда ток течет по трассе, происходит потеря мощности, что приводит к локальному нагреву.

Для охлаждения следы используют наряду с конвекцией процесс теплопроводности. Электропроводность происходит с соседними компонентами, а конвекция - в окружающую среду. Итак, чтобы рассчитать правильное расстояние следа, вы должны оценить тепло, которое может подняться из-за приложенного тока.

Для идеальной ситуации вам нужно достичь идеальной ситуации. Это означает, что скорость охлаждения должна быть равна скорости нагрева. Есть формула, которую вы можете использовать в этом случае.

IPC-2221A, Максимальный ток внешней дорожки: I = 0,048 * DT (0,44) * (Вт * Th) (0,725).

DT: повышение температуры

I: амперы

W: Ширина следа, мил

Th: толщина прослеживания мил

ПРИМЕЧАНИЕ. Уменьшите номинальные характеристики внутренних проводов на 50% для такой же степени нагрева.

Используйте приведенную выше формулу IPC, и вы сможете сгенерировать допустимую нагрузку по току для числовых дорожек с разной площадью поперечного сечения, однако при этом температура возрастет на 20 градусов.

Живучесть и прочность печатной платы

Управление температурным режимом

Поскольку инженеры и разработчики прилагают все усилия, чтобы получить от своего оборудования максимальную производительность и ценность, они оказывают все большее давление на схемы. Печатные платы становятся очень сложными и плотными.

Потребность в эффективном использовании энергии, миниатюризации компонентов и удовлетворении требований к высоким токам делает управление температурным режимом обязательным. Производителям необходимо контролировать потери в виде здоровья. Им необходимо производить работу электроники, которая могла бы эффективно рассеивать тепло.

Самое замечательное в тяжелых медных печатных платах заключается в том, что они отлично рассеивают тепло. Они могут значительно снизить потери I2R. Плата эффективно отводит тепло от важных компонентов, что значительно снижает частоту отказов.

Радиаторы

Радиаторы - отличный способ добиться отвода тепла. Поэтому тяжелые медные печатные платы используют их на платах. Эти радиаторы предназначены для отвода тепла от источника. Чтобы излучать тепло, они использовали бы конвекцию окружающей среды.

Обычно производители используют теплопроводный клей, чтобы прикрепить радиаторы к голой медной поверхности. Тем не менее, существует также возможность крепления болтами или клепками. Для создания радиаторов можно использовать алюминий или медь.

Процесс сборки радиаторов

The assembly process of heat sinks is highly extensive and complicated. It consists of majorly 3 main steps, each step is not only costly but also extremely labor extensive. Manufacturers would have to put in a lot of effort, time, and energy to complete the process.

On the other hand, choosing the built-in sinks would yield better results in terms of price and time. After all, manufacturers create these sinks during the PCB manufacturing Process. There is no need for an extra assembly process.

Thanks to heavy copper circuit technology, you can have access to in-built heat sinks. You can have the thick copper heat sinks on the outer surface of the board. To connect the heat sinks to the head conducting vias, they need to be electroplated. Make sure that there is no interference that would obstruct the thermal conductivity process.

Дополнительное меднение

Дополнительное меднение в тепловых отверстиях улучшает и увеличивает теплопроводность. Причина в том, что это помогает снизить тепловое сопротивление платы. Позволяя производителям стремиться к той же степени повторяемости и точности, присущей производству печатных плат.

По сравнению с цилиндрическими проводниками плоские обмотки улучшают плотность тока. Причина в том, что это в основном жирные следы, которые токопроводящим образом создаются на плакированном медью ламинате. Таким образом, печатная плата обеспечивает более высокую и эффективную пропускную способность по току, уменьшая при этом воздействие на кожу.

With Planars, it is possible to achieve secondary-secondary and primary-secondary dielectric isolation onboard. This happens due because there is the same dielectric material that the manufacturer uses between Printed Circuit Board layers. Thus, guaranteeing complete sealing of all windings.

Moreover, it is possible to split the primary windings, thus allowing the second windings to stay in the middle of primaries. This would help achieve extremely low leakage inductance. With basic Printed Circuit Boards, it is possible to sandwich around fifty layers of windings – copper- while using a number of epoxy material. Every winding can have a thickness of 10 oz/ft2.

Importance of Using Heavy Copper in PCB Design

You might think that a heavy copper PCB & single-sided PCB can manage the same result, but you cannot be more wrong. Yes, single-sided PCBs are cost-efficient, easy to manufacture, and extremely simple. However, they do not have the power that a heavy copper PCB has.

It lacks in terms of functionality, density, and performance. Since modern electronics require more than just regular PCBs, therefore, manufacturers are turning towards heavy copper PCBs. Below, we have listed the reason why it is important to use heavy copper in PCBs design.

Excellent Conductor

Всем известен этот конкретный факт; медь обладает прекрасной проводящей способностью. Это выдающийся проводник электричества, а также проводник тепла. Когда вы добавляете медь в свою плату, это улучшает общий процесс теплопередачи. Таким образом, повышается эффективность печатной платы.

В конце концов, некомпетентное управление температурой - одна из частых причин плохой работы печатной платы. Плохая печатная плата быстро приведет к отказу, что повлияет на эффективность и долговечность вашего оборудования.

Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB in china

Небольшое количество меди

Самое замечательное в том, что вы можете достичь всех удивительных факторов, используя лишь небольшое количество меди. Однако имейте в виду, что больший объем меди окажет прямое влияние на эффективность платы.

Превосходное тепловое сопротивление

Когда дело доходит до термостойкости, медь становится основным материалом для современных печатных плат. В печатной плате с тяжелой медью и односторонней печатной плате используется медь для получения эффективных результатов. Большое количество меди позволит продукту выдерживать экстремальные условия. Медь, несомненно, увеличивает механическую стойкость металлизированных сквозных отверстий.

email chevron up