email อีเมล:  Info@miraclepwb.com
call โทรศัพท์:  + 86-755-85246345
search icon
บ้าน/ บล็อก/ Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB: เรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับพวกเขา

Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB: เรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับพวกเขา

2020-07-27

Introduction to Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB

When you use heavy copper PCB & Single-sided PCB in PCB fabrication and design, you are able to achieve maximum reliability. After all, the growing trend of heavy copper Printed Circuit Boards is the new norm for several industries. The reason being, Heavy Copper PCBs offer a number of benefits including reliability, robustness, and efficiency.

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่สามารถใช้ประโยชน์จากแผงวงจรพิมพ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ได้อย่างแท้จริง ในกรณีที่คุณไม่คุ้นเคยกับแผงวงจรพิมพ์ประเภทนี้โดยเฉพาะในบล็อกโพสต์นี้เราจะพูดถึงรายละเอียดเหล่านี้

Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB

PCB ทองแดงหนักและ PCB ด้านเดียว

Heavy copper PCB เป็นแผ่นพิมพ์สมัยใหม่ที่ให้ประโยชน์หลายประการ ก่อนหน้านี้เราจะมาดูรายละเอียดเกี่ยวกับการแนะนำ PCB ทองแดงหนักช่วยให้เรามุ่งเน้นไปที่พื้นฐานเช่น Single-Sided PCB

แผงวงจรพิมพ์ด้านเดียวคืออะไร?

คุณควรใช้แผงวงจรพิมพ์ชั้นเดียวสำหรับการออกแบบที่มีความหนาแน่นต่ำ เนื่องจากพวกเขาขาดความซับซ้อนและประสิทธิภาพ ด้วยวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าชั้นเดียวจึงมีมานานแล้ว ดูเหมือนว่าแผงวงจรพิมพ์ด้านเดียวตัวแรกจะมีขึ้นในปี 1950

Since then, they have effortlessly dominated the market and have become an integral part of all electronics. The great thing about these boards is that they are not only easy to design, but they are highly cost-effective and simple to the manufacturer.

Since they are cost-efficient, therefore, manufacturers prefer developing them in large numbers.

Manufacturing of Single-Sided Printed Circuit Board

Since it is a single-layer PCB, thus it contains only one layer of thermally conductive material. This material is also an electrically insulating dielectric. It has a lamination of copper, and finally an application of solder mask on top of everything.

Advantages of a Single-Sided PCB

Even though it is effective, it has a low probability in terms of errors when it comes to manufacturing.

มีความคุ้มทุนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณวางแผนที่จะผลิตในปริมาณมาก

เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีความเข้มต่ำ

เป็นที่นิยมเข้าใจง่ายและเป็นผู้ผลิต

Heavy Copper PCB: สิ่งที่คุณต้องรู้

แม้กระทั่งปัจจุบันแผงวงจรพิมพ์ที่มีจำหน่ายทั่วไปส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำ บอร์ดพิมพ์เหล่านี้มีร่องรอยทองแดงที่ทำโดยใช้ทองแดงที่มีน้ำหนักระหว่าง½ออนซ์ / ฟุต²ถึง 3 ออนซ์ / ฟุต²

ในทางตรงกันข้ามในกรณีของวงจรทองแดงหนักน้ำหนักทองแดงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตอนนี้ผู้ผลิตใช้ทองแดงที่มีน้ำหนักระหว่าง 4 ถึง 20 ออนซ์ / ฟุต² เป็นไปได้ที่จะใช้น้ำหนักทองแดงที่สูงกว่า 20 และสูงถึง 200 ออนซ์ / ฟุต²

อย่างไรก็ตามคุณจะตั้งชื่อมันว่า Extreme Copper Printed Circuit Board

ทองแดงหนัก: การก่อสร้าง

โครงสร้าง PCB แบบ Heavy Copper ทำให้บอร์ดได้รับประโยชน์มากมาย ด้านล่างนี้เราได้ระบุประโยชน์บางส่วนไว้

  • บอร์ดมีความทนทานเพิ่มขึ้นเมื่อพูดถึงสายพันธุ์ความร้อน
  • ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการบรรทุกในปัจจุบัน
  • เพิ่มความแข็งแรงเชิงกลในรู PTH รวมทั้งที่จุดเชื่อมต่อ
  • คณะกรรมการสามารถสำรวจศักยภาพทั้งหมดของวัสดุแปลกใหม่เช่นอุณหภูมิสูงโดยไม่ทำให้วงจรขัดข้อง
  • บอร์ดพิมพ์มีขนาดเล็กเนื่องจากสามารถรวมชั้นเดียวกันของวงจรโดยใช้น้ำหนักทองแดงหลายตัวได้
  • กระแสไฟฟ้าไหลผ่านบอร์ดด้วยความช่วยเหลือของจุดเชื่อมชุบทองแดงอย่างหนัก ดังนั้นให้กระบวนการกระจายความร้อนดีขึ้น ความร้อนถ่ายเทไปยังฮีทซิงค์ภายนอกได้อย่างง่ายดาย
  • ฮีทซิงค์ถูกชุบลงบนพื้นผิวของบอร์ดโดยตรงโดยใช้ระนาบทองแดง 120 ออนซ์
  • There are high-power density planar transformers that are present on the Printed Circuit Board.

Construction of Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB

Here is the brief construction process of Heavy Copper PCB & single-Sided PCB.

Manufacturers use the combination of copper plating and etching processes, regardless of the PCB type i.e. single-layered, double-layered or multi-layered. The thin sheets of copper foil are the circuit layers. They generally are not thicker than 2 oz/ft2.

It is possible to have a layer as thin as 0.5 oz/ft2. Manufacturers would etch these sheets to get rid of un-wanted copper. Next add copper thickness to the traces, planes, plated through holes and pads the sheets are plated.

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.

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.

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.

สำหรับการระบายความร้อนร่องรอยใช้กระบวนการการนำพร้อมกับการพาความร้อน การนำไฟฟ้าอยู่กับส่วนประกอบใกล้เคียงและการพาความร้อนเข้าสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นในการคำนวณระยะการติดตามที่ถูกต้องคุณควรประมาณความร้อนที่จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ใช้

เพื่อสถานการณ์ที่สมบูรณ์แบบคุณต้องไปถึงสถานการณ์ที่เหมาะสม หมายความว่าอัตราการทำความเย็นควรเท่ากับอัตราการทำความร้อน มีสูตรที่คุณสามารถใช้ในอินสแตนซ์นี้

IPC-2221A, ความจุปัจจุบันของแทร็กภายนอก: I = .048 * DT (.44) * (W * Th) (. 725)

DT: อุณหภูมิสูงขึ้น

ฉัน: แอมป์

W: ความกว้างของการติดตามล้าน

Th: ความหนาของการติดตามล้าน

หมายเหตุ: กำจัดร่องรอยภายใน 50% สำหรับระดับความร้อนเดียวกัน

Use the above IPC formula and you will be able to generate the current carrying capacity of number traces that have different cross-sectional areas, however, there is an increase of temperature by 20 degrees.

Circuit Board Survivability and Strength

Thermal Management

Since engineers and developers are working hard to obtain maximum performance and value from their equipment, thus they are putting more and more pressure onto the circuits. Printed Circuit Boards are becoming highly complex and dense.

The need for using power efficiently, miniaturizing components, and meeting the high-current demands make thermal management imperative. Manufacturers need to control the losses in the form of heath. They need to generate electronics’ operations that would be able to dissipate heat in an effective manner.

สิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับแผงวงจรทองแดงหนักคือพวกมันเป็นตัวกระจายความร้อนที่ดีมาก สามารถลดการสูญเสีย I2R ได้อย่างมาก บอร์ดนี้มีประสิทธิภาพในการระบายความร้อนจากส่วนประกอบที่สำคัญซึ่งจะช่วยลดอัตราความล้มเหลวได้อย่างมาก

อ่างความร้อน

แผงระบายความร้อนเป็นวิธีที่ดีในการกระจายความร้อน ดังนั้นจึงมีการนำแผ่นวงจรพิมพ์ทองแดงหนักมาใช้กับบอร์ด วัตถุประสงค์ของฮีทซิงค์เหล่านี้คือการกระจายความร้อนออกไปจากแหล่งกำเนิด ในการปล่อยความร้อนพวกเขาจะใช้การหมุนเวียนของสิ่งแวดล้อม

โดยทั่วไปผู้ผลิตจะใช้กาวที่นำความร้อนเพื่อยึดแผ่นระบายความร้อนกับพื้นผิวทองแดงเปลือย อย่างไรก็ตามยังมีความเป็นไปได้ที่จะสลักหรือโลดโผน ในการสร้างแผงระบายความร้อนคุณสามารถใช้อลูมิเนียมหรือทองแดงก็ได้

กระบวนการประกอบชุดระบายความร้อน

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.

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 Printed Circuit Board .

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.

ด้วย Planars มันเป็นไปได้ที่จะบรรลุการแยกอิเล็กทริกทุติยภูมิและทุติยภูมิ - ทุติยภูมิบนเครื่องบิน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีวัสดุอิเล็กทริกเดียวกับที่ผู้ผลิตใช้ระหว่างชั้นแผงวงจรพิมพ์ ดังนั้นจึงรับประกันการปิดผนึกที่สมบูรณ์ของขดลวดทั้งหมด

ยิ่งไปกว่านั้นมันเป็นไปได้ที่จะแยกขดลวดปฐมภูมิจึงทำให้ขดลวดที่สองอยู่ตรงกลางของไพรมารี สิ่งนี้จะช่วยให้เกิดการเหนี่ยวนำการรั่วไหลที่ต่ำมาก ด้วยแผงวงจรพิมพ์ขั้นพื้นฐานสามารถประกบขดลวดได้ประมาณห้าสิบชั้น - ทองแดงในขณะที่ใช้วัสดุอีพ็อกซี่จำนวนมาก ทุกม้วนสามารถมีความหนา 10 ออนซ์ / ฟุต²

ความสำคัญของการใช้ทองแดงหนักในการออกแบบ PCB

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

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.

Heavy Copper PCB & Single-Sided PCB in china

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

Copper being the top material when it comes to offering thermal resistance has become important for modern Printed Circuit Boards. Heavy copper PCB & Single-sided PCB both use copper to yield effective results. A high amount of copper would allow the product to withstand extreme conditions. Copper, no doubt, increase the plated through holes mechanical resistance.

email chevron up