2025-09-15
พีซีบีทองแดงหนัก หมุนโดยความหนาของทองแดง 3oz (105μm) หรือมากกว่าทําให้การกระจายกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพในอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่รถไฟฟ้า (EV) ถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรมไม่เหมือนกับ PCB แบบปกติ (1 หมื่น 2 ออนซ์ทองแดง) การออกแบบทองแดงหนัก ให้การนําไฟที่สูงกว่า ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกลทําให้มันจําเป็นสําหรับระบบที่ต้องการความน่าเชื่อถือในสภาพที่รุนแรง.
คู่มือนี้สํารวจคุณสมบัติพิเศษของ PCB ทองแดงหนัก ความท้าทายในการผลิต, ผู้ผลิตชั้นนํา และการใช้งานในโลกจริงในอุตสาหกรรมต่างๆไม่ว่าคุณจะออกแบบระบบจัดการแบตเตอรี่ 500A EV หรืออินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรมพลังงานสูงการเข้าใจเทคโนโลยีทองแดงหนักจะช่วยให้คุณเลือกทางออกที่เหมาะสมสําหรับความต้องการของกระแสไฟฟ้าสูงของคุณ
ประเด็นสําคัญ
1PCB ทองแดงหนักใช้ทองแดง 3oz (105μm) ถึง 20oz (700μm) ทนกระแสไฟฟ้าสูงถึง 500A มากกว่า PCB 1oz มาตรฐาน 10 เท่า
2พวกเขา dissipate ความร้อน 3x เร็วกว่า PCBs แบ่งปัน, ลดอุณหภูมิส่วนประกอบโดย 20-30 °C ในการใช้งานพลังงานสูง.
3เทคนิคการผลิตที่สําคัญประกอบด้วย การตรวจสอบการถัก, เทคโนโลยีปัดปัด, และคุณสมบัติการจัดการความร้อนเช่น vias เติมทองแดง
4ผู้ผลิตชั้นนํา (ตัวอย่างเช่น LT CIRCUIT, Sanmina) มีความเชี่ยวชาญใน PCB ทองแดงหนัก, ให้อนุญาตที่แคบมากถึง ± 5% สําหรับความกว้างของรอย.
5อุตสาหกรรมหลักรวม EVs, พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้, อัตโนมัติอุตสาหกรรม, และอากาศ
PCB ทองแดง หนัก คือ อะไร?
PCB ทองแดงหนัก คือบอร์ดวงจรที่มีชั้นทองแดงหนา (3 oz +) บนระนาบพลังงานและร่องรอย, ออกแบบเพื่อบรรทุกกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่และระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพความหนาของทองแดงจะวัดในออนซ์ต่อตารางฟุต (oz/ft2), ที่ 1 oz เท่ากับ 35μm. การออกแบบทองแดงหนักมักจะตั้งแต่ 3 oz (105μm) ถึง 20 oz (700μm) แม้ว่าการใช้งานตามสั่งสามารถใช้ชั้นที่หนามากขึ้น
PCB ทองแดง หนัก ทํางาน อย่าง ไร
ชั้นทองแดงหนา มีหน้าที่หลักสองอย่าง
1การจัดการกับกระแสไฟฟ้าที่สูง: ขนาดที่กว้างและหนากว่าจะลดความต้านทาน (กฎของโอห์ม) ทําให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากขึ้นโดยไม่ต้องอุ่นเกิน4 oz ทองแดงรอยสามารถแบก 50A มากกว่า 5x 1 ozรอยของความกว้างเดียวกัน.
2การกระจายความร้อน: ความสามารถในการนําความร้อนสูงของทองแดง (401 W / m · K) กระจายความร้อนจากองค์ประกอบเช่น MOSFETs และเครื่องแปลง, ป้องกันจุดร้อนที่ลดประสิทธิภาพ.
ทองแดงหนัก VS PCB ทองแดงมาตรฐาน
| ลักษณะ | พีซีบีทองแดงหนัก (320 oz) | PCB ทองแดงมาตรฐาน (1 หมวด 2 องศา) | ประโยชน์ ของ ทองแดง หนัก |
|---|---|---|---|
| ความจุในปัจจุบัน (10mm Trace) | 30 ราคา 500A | 5?? 30A | จัด 10 เท่าของกระแสไฟฟ้าสําหรับแอปพลิเคชั่นพลังงานสูง |
| ความสามารถในการนําความร้อน | 401 W/m·K (ไม่เปลี่ยนแปลง แต่มีวัสดุมากกว่า) | 401 W/m·K | การระบายความร้อนเร็วขึ้น 3 เท่า เนื่องจากทองแดงหนา |
| ความแข็งแรงทางกล | สูง (ทนต่อการบิด, สั่น) | กลาง | ความทนทานที่ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
| ความ ซับซ้อน ของ การ ตัด | สูง (ต้องการกระบวนการเฉพาะ) | ต่ํา | ความอนุญาตที่เข้มข้นสําหรับการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่แม่นยํา |
| ค่าใช้จ่าย (สัมพันธ์) | 2 5x | 1x | ยืนยันด้วยการลดความร้อนและอายุการใช้งานที่ยาวนาน |
คุณสมบัติสําคัญของ PCB ทองแดงหนัก
พีซีบีทองแดงหนักมีลักษณะพิเศษที่ทําให้มันเหมาะสําหรับการใช้งานพลังงานสูง
1ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าสูง
ข้อดีที่สําคัญที่สุดของทองแดงหนักคือความสามารถในการจัดการกับกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ซึ่งเพิ่มความหนาและความกว้าง:
| ความหนาของทองแดง | ความกว้างของรอย | ปัจจุบันสูงสุด (25°C ในสภาพแวดล้อม) | ปัจจุบันสูงสุด (100 °C ในสภาพแวดล้อม) |
|---|---|---|---|
| 3 oz (105μm) | 5 มม | 35A | 25A |
| 4 oz (140μm) | 10 มม. | 70A | 50A |
| 10 oz (350μm) | 15 มม. | 200A | 150A |
| 20 oz (700μm) | 20 มม. | 500A | 350A |
หมายเหตุ: อุณหภูมิบริเวณที่สูงกว่าจะลดความอ่อนแอ เพราะการระบายความร้อนจะลดประสิทธิภาพ
2การจัดการความร้อนที่สูงกว่า
ชั้นทองแดงหนาทําหน้าที่เป็นหลุมเก็บความร้อนที่สร้างขึ้น โดยกระจายความร้อนออกไปจากส่วนประกอบ
a. ระเบียงทองแดง 4 ออนซ์ ลดอุณหภูมิส่วนประกอบลง 25 °C เมื่อเทียบกับระเบียง 1 ออนซ์ในพลังงาน 100W
b. ระบบทางร้อนที่เต็มไปด้วยทองแดง (0.3 ∼0.5 มม.) ส่งความร้อนจากส่วนประกอบที่ติดอยู่บนพื้นผิวไปยังชั้นภายใน, เพิ่มการระบายความร้อน
ข้อมูลการทดสอบ: อินเวอร์เตอร์ EV ที่ใช้ PCB ทองแดงหนัก 4 ออนซ์ ทํางานในอุณหภูมิ 85 °C ภายใต้ภาระเต็ม เมื่อเทียบกับ 110 °C สําหรับการออกแบบ 2 ออนซ์
3ความทนทานทางกล
แผ่นทองแดงหนักและเครื่องบินทนทานกับความเครียดทางกายภาพมากขึ้น:
a. ทนต่อการสั่นสะเทือน (20-2,000 Hz) ในสภาพแวดล้อมรถยนต์และอุตสาหกรรม (เป็นไปตาม MIL-STD-883H)
b. ทนต่อความเหนื่อยจากการหมุนเวียนทางความร้อน (-40 °C ถึง 125 °C) ลดความล้มเหลวของข้อผสมผสม 50% เมื่อเทียบกับ PCB มาตรฐาน
การผลิต PCB ทองแดงหนัก: ความท้าทายและการแก้ไข
การผลิต PCB ทองแดงหนักต้องการกระบวนการเฉพาะเจาะจงในการจัดการทองแดงหนาโดยยังคงความละเอียด:
1. การกํากับการถัก
การกะทัดทองแดงหนา (3 oz +) โดยไม่ตัด (การกําจัดด้านรอยมากเกินไป) เป็นความท้าทาย ผู้ผลิตใช้:
a. การกวาดกรดทองแดงซัลฟาต: อัตราการกวาดช้าลง (1μm/นาที) ด้วยการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยํา (45°C-50°C) เพื่อรักษาความแม่นยําของรอย
b. ขั้นตอนการถัก: การผ่านหลายครั้งที่มีปริมาณการถักที่ลดลงเพื่อลดการตัดล่างให้น้อยที่สุด โดยสามารถบรรลุความอดทนในการจับรอยได้ ± 5%
ผลลัพธ์: แผ่นทองแดง 4 ออนซ์ที่มีความกว้างเป้าหมาย 10 มิลลิเมตร มีขนาด 9.5 ∼ 10.5 มิลลิเมตร
2. การละเมิดและการผูก
ชั้นทองแดงหนาต้องการการติดแน่นที่แข็งแกร่งขึ้นกับพื้นฐาน (เช่น FR4, เซรามิค) เพื่อป้องกันการลดแผ่น:
a. การผสมผสานความดันสูง: ความดัน 400 ~ 500 psi ที่ 180 °C รับประกันการเชื่อมโยงที่เหมาะสมระหว่างทองแดงและพื้นฐาน
b.กระบวนการที่ไม่ติด: การเชื่อมต่อโดยตรง (เช่น DBC สําหรับพื้นฐานเซรามิก) ทําให้การกําจัดชั้น epoxy ปรับปรุงความสามารถในการนําไฟ
3ช่องทางความร้อนและลักษณะการจัดการความร้อน
PCB ทองแดงหนักมักมีลักษณะความร้อนเพิ่มเติม:
a. Vias เติมทองแดง: ปลอมด้วยทองแดง 20μm 30μm เพื่อเพิ่มการถ่ายทอดความร้อนระหว่างชั้น
b. Heat Sinks รวม: เครื่องบินทองแดงหนา (1020 oz) ติดต่อกับแกนอลูมิเนียมสําหรับภาระความร้อนสูงสุด (ตัวอย่างเช่น ระบบ EV 500A)
ผู้ผลิต PCB ทองแดงหนักชั้นนํา
การเลือกผู้ผลิตที่เหมาะสมมีความสําคัญในการรับประกันคุณภาพและผลงาน ผู้ให้บริการชั้นนําประกอบด้วย:
1. LT CIRCUT
ความสามารถ: ทองแดง 3 20oz, PCB 4 20 ชั้น, ความอดทนที่แน่น (ความกว้างรอย ± 5%).
สาขาวิชาเฉพาะ: ระบบจัดการแบตเตอรี่ EV, อินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม, และ PCBs พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้
การรับรอง: IATF 16949 (รถยนต์), ISO 9001, UL 94 V-0.
2ซานมิน่า
ความสามารถ: ทองแดง 3 หน่วย 12 หน่วย PCB ขนาดใหญ่ (สูงสุด 600 มม × 1200 มม)
สาขาวิชาเฉพาะ: ท้องอากาศและการป้องกัน อุปกรณ์การถ่ายภาพทางการแพทย์
การรับรอง: AS9100, ISO 13485.
3. เทคโนโลยี TTM
ความสามารถ: ทองแดง 3 20oz PCB ไฮบริด (ทองแดงหนัก + HDI)
สาขาวิชาพิเศษ: พลังงานพลังงานศูนย์ข้อมูล เครื่องแปลงแรงดึง EV
การรับรอง: ISO 9001, IATF 16949
4มูลเทค
ความสามารถ: ทองแดง 3 หมื่น 10 ออนซ์ การผลิตปริมาณสูง (10k + หน่วย / สัปดาห์)
สาขาวิชาการ: อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค (เครื่องชาร์จพลังงานสูง) มอเตอร์อุตสาหกรรม
การรับรอง: ISO 9001, UL รับรอง
| ผู้ผลิต | ความหนาของทองแดงสูงสุด | ระยะเวลา (ต้นแบบ) | อุตสาหกรรมสําคัญ |
|---|---|---|---|
| LT CIRCUT | 20 oz | 7~10 วัน | รถยนต์ พลังงานใหม่ |
| ซานมิน่า | 12 oz | 10~14 วัน | การบินและอวกาศ การแพทย์ |
| เทคโนโลยี TTM | 20 oz | 8~12 วัน | รถไฟฟ้า ศูนย์ข้อมูล |
| มูลเทค | 10 oz | 5~7 วัน | สินค้าอุตสาหกรรม |
การใช้งานของ PCB ทองแดงหนัก
PCB ทองแดงหนักถูกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าสูงและความทนทานเป็นสิ่งสําคัญ:
1รถไฟฟ้า (EV) และรถไฟฟ้าไฮบริด
a. ระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS): 4 หน่วยส่องทองแดงตรวจสอบและสมดุลแพ็คแบตเตอรี่ 800 วอลล์, การจัดการ 200 หน่วย 500A ระหว่างการชาร์จ / การปล่อย.
b. Traction Inverters: แปลง DC จากแบตเตอรี่เป็น AC สําหรับมอเตอร์ โดยใช้ทองแดง 6 12 oz เพื่อจัดการกระแสไฟฟ้า 300 600A
c. เครื่องชาร์จบนเครื่อง (OBC): PCB ทองแดง 3 6oz จับการแปลง 10 40A AC-to-DC โดยมีช่องทางความร้อนในการ dissipate ความร้อน
2พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้
a.Solar Inverters: PCB ทองแดง 4 หมื่น 8 ออนซ์แปลง DC จากแผ่นแสงอาทิตย์เป็น AC ทนกับกระแส 50 100A ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง
b. เครื่องควบคุมอุปกรณ์ระบายลม: ทองแดง 6 หมื่น 10 องศาบริหารพลังงานจากอุปกรณ์ระบายลม ทนต่อการสั่นสะเทือนและอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (-40 °C ถึง 85 °C)
3อัตโนมัติอุตสาหกรรม
a. เครื่องขับเคลื่อนมอเตอร์: PCB ทองแดง 3 องศา 6 องศาควบคุมมอเตอร์อุตสาหกรรม (10 องศา 50 HP) จับ 50 องศา 200A ในเครื่องขับเคลื่อนความถี่แปร (VFDs)
อุปกรณ์การปั่น: ทองแดง 10 20oz ขนกระแสไฟฟ้า 100 500A ในเครื่องปั่นวงโค้ง, ด้วยระนาบหนาเพื่อระบายความร้อนจากวงโค้งแรงสูง.
4การบินและอวกาศและการป้องกัน
a. การกระจายพลังงานเครื่องบิน: PCB ทองแดง 6 หมื่น 12 ออนซ์ จัดระบบ DC 28V ในเครื่องบิน ทนกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับความสูง
รถทหาร: PCB ทองแดง 10 15oz ระบบราดาร์และการสื่อสารพลังงาน ทนต่อการกระแทกและการสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมการต่อสู้
5อุปกรณ์การแพทย์
a.อุปกรณ์การถ่ายภาพ (CT, MRI): PCB ทองแดง 3 6oz จัดการกระแสไฟฟ้าที่สูงในการจําหน่ายพลังงาน, รับประกันการทํางานที่มั่นคงสําหรับการถ่ายภาพที่แม่นยํา
b. ระบบการรักษาด้วยเลเซอร์: ทองแดง 4 8oz ขจัดความร้อนจากเลเซอร์ 50 100W, รักษาผลงานอย่างต่อเนื่องระหว่างการรักษา
คําถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ PCB ทองแดงหนัก
Q1: ความกว้างของรอยขั้นต่ําสําหรับ PCB ทองแดงหนักคืออะไร?
ตอบ: สําหรับทองแดง 3 oz ความกว้างรอยขั้นต่ํา 0.5 mm (20 mil) เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการถักทองแดงที่หนากว่า (10 oz +) ต้องการรอยขยาย (≥ 1 mm) เพื่อรักษาความอดทน
Q2: PCB ทองแดงหนักสามารถใช้กับสัญญาณความถี่สูงได้หรือไม่?
ตอบ: ใช่ แต่ ทองแดงหนา อาจ ทํา ให้ เสีย สัญญาณ ที่ >1 กิโลกรัม. ผู้ ผลิต ลด ความ เสีย สัญญาณ นี้ โดย การ ใช้ การ ออกแบบ แบบ ไฮบริด: ทองแดง หนัก สําหรับ แผ่น พลังงาน และ ทองแดง มาตรฐาน (1 oz) สําหรับ แผ่น สัญญาณ ความถี่ สูง.
Q3: PCB ทองแดงหนักลดต้นทุนระบบได้อย่างไร?
ตอบ: ด้วยการกําจัดความต้องการของหน่วยระบายความร้อนภายนอกและบัสบาร์ PCB ทองแดงหนักลดจํานวนส่วนประกอบและเวลาการประกอบอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ทองแดง 4 ออนซ์ ประหยัด 15-20 ดอลลาร์ต่อหน่วย โดยการเปลี่ยน PCB 1 ออนซ์ + เครื่องระบายความร้อน.
Q4: สารสับสราตอะไรที่ใช้กับทองแดงหนัก?
A: FR4 (Tg สูง, Tg≥170 °C) เป็นมาตรฐานสําหรับการใช้งานส่วนใหญ่. ผืนดินเซรามิก (อัลมิเนีย, AlN) ใช้สําหรับภาระความร้อนที่รุนแรง (เช่น ระบบ 500A)
Q5: PCB ทองแดงหนักเป็น RoHS สอดคล้อง?
ตอบ: ใช่ ผ ผลิตใช้ทองแดงและพื้นฐานที่ไร้鉛 เพื่อให้แน่ใจว่าสมาธิกับมาตรฐาน RoHS, REACH และ IATF 16949 (รถยนต์)
สรุป
PCB ทองแดงหนักเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง ทําให้สามารถจัดการกับกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพใน EVs ระบบพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ และเครื่องจักรอุตสาหกรรมความสามารถในการรวมความจุสูง, การระบายความร้อนและความทนทานทางกลทําให้มันไม่มีตัวแทนในแอพลิเคชั่นที่ PCB มาตรฐานล้มเหลว
ขณะที่ PCB ทองแดงหนักมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้นในเบื้องต้น ความสามารถของพวกเขาในการลดความซับซ้อนของระบบ (เช่นการกําจัดระบายความร้อน) และขยายอายุการใช้งานขององค์ประกอบจะส่งผลให้มีต้นทุนรวมต่ํากว่าในเวลาต่อเนื่องโดยการร่วมมือกับผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ เช่น LT CIRCUIT หรือ TTM Technologies, วิศวกรสามารถนําเทคโนโลยีทองแดงหนักไปสร้างระบบที่น่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพสูง ที่ตอบสนองความต้องการของอิเล็กทรอนิกส์ที่อยากได้พลังงานในอนาคต
ในขณะที่อุตสาหกรรม เช่น รถไฟฟ้าและพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ ยังคงเติบโต PCB ทองแดงหนัก จะมีบทบาทสําคัญมากขึ้น ในการทําให้มีประสิทธิภาพการจัดจําหน่ายพลังงานที่ยั่งยืนทองแดงที่หนากว่าจะดีกว่าเสมอ
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา
