PCB tembaga tebalialah pembawa teras untuk bekalan kuasa perindustrian untuk mencapai pembawaan arus tinggi, pelesapan haba yang cekap dan -operasi yang boleh dipercayai jangka panjang, terutamanya sesuai untuk keadaan kerja yang kompleks seperti suhu tinggi, getaran kuat dan impak besar di tapak perindustrian. Berikut menyediakan logik aplikasi lengkap dan pelan pemilihan yang boleh dilaksanakan berdasarkan senario tipikal bekalan kuasa industri.
Nilai aplikasi teras PCB tembaga tebal dalam bekalan kuasa industri
Modul kuasa, litar pembetulan dan penapisan, dan litar pemacu keluaran bekalan kuasa industri ialah senario aplikasi teras PCB tembaga tebal, dengan nilai teras tertumpu dalam tiga mata:
Pembawaan selamat semasa tinggi: Ketebalan kerajang kuprum biasanya lebih daripada dua kali ganda daripada PCB biasa, dengan banyak mengurangkan rintangan penghantaran semasa dan mengelakkan kerajang tembaga terlalu panas dan terbakar di bawah arus tinggi. Ia boleh membawa arus gred industri secara stabil dari beberapa amper hingga ratusan amper.
Pelesapan haba penyamaan suhu yang cekap: Kerajang tembaga tebal itu sendiri adalah bahan pelesapan haba kekonduksian haba yang tinggi, yang boleh menghantar haba peranti kuasa dengan cepat seperti tiub MOS dan IGBT secara menyamping ke struktur pelesapan haba. Kenaikan suhu tempatan boleh dikawal dalam lingkungan 20 darjah, memanjangkan hayat perkhidmatan kapasitor dan induktor kuasa.
Penyesuaian struktur keadaan kerja yang kuat: Keupayaan anti lentur dan anti getaran jauh lebih baik daripada plat tembaga nipis biasa, dan ia sesuai untuk persekitaran pemasangan dengan kesan pengendalian tapak industri dan-getaran jangka panjang, mengurangkan risiko pengelupasan kerajang kuprum dan kegagalan lesu sendi pateri, dan memenuhi keperluan hayat reka bentuk bekalan kuasa industri selama 5-10 tahun.
Pemilihan kuantitatif ketebalan tembaga dalam senario tipikal bekalan kuasa industri
Berdasarkan sepenuhnya pada tahap kuasa dan keadaan operasi sumber kuasa industri, sediakan penanda aras pemilihan ketebalan tembaga yang terpakai secara langsung untuk mengelakkan tembaga menebal secara membuta tuli dan menyebabkan lonjakan kos:
| Senario bekalan kuasa industri | Arus berterusan biasa | Spesifikasi ketebalan tembaga yang disyorkan |
|---|---|---|
| Bekalan kuasa pensuisan kuasa kecil dan sederhana, 100~1000W UPS | 5~40A | 3~4oz lapisan luar tembaga tebal |
| Pemacu servo industri, penukar frekuensi sejagat | 20~80A | 3~4oz lapisan luar+2oz lapisan dalam |
| Bekalan kuasa kimpalan kuasa tinggi, unit brek | 80~150A kesan jangka-pendek | 6~8oz kuprum tebal-dua sisi |
| Bekalan kuasa penyongsang industri berpusat, modul storan tenaga kuasa tinggi- | Arus bas melebihi 200A | 10~12oz penebalan penyaduran kuprum ultra tebal + timah tingkap |
Perkara utama untuk mengelakkan perangkap dalam pemilihan berbilang-dimensi
1. Prinsip teras untuk memilih ketebalan kuprum
Dengan tegas mengikut logik asas "arus menentukan ketebalan kuprum", merujuk kepada formula empirikal: arus dibenarkan (A) ≈ ketebalan foil tembaga (oz) × lebar wayar (mm) × 0.8 (suhu persekitaran Kurang daripada atau sama dengan 40 darjah ), jangan mengejar tembaga ultra tebal secara membabi buta.
Arus impuls puncak dikira berdasarkan 1.5 kali arus berterusan, dan margin ketebalan kuprum meningkat satu tahap dalam senario kabinet perindustrian tanpa saluran udara.
Dilarang sama sekali untuk menggunakan tembaga tebal dalam kawasan penghalaan isyarat litar bukan kuasa untuk mengelakkan perubahan impedans ciri penghalaan dan menyebabkan kegagalan pemadanan isyarat kawalan.
2. Keperluan untuk penyesuaian substrat dan proses
Keutamaan harus diberikan kepada penggunaan TG fr4 tinggi dengan Tg Lebih besar daripada atau sama dengan 170 darjah sebagai substrat untuk mengelakkan ketidakpadanan CTE antara kuprum tebal dan FR-4 biasa, yang boleh mengakibatkan penyingkiran dan melepuh di bawah operasi suhu tinggi-jangka panjang.
Untuk senario dengan keperluan pelesapan haba yang sangat tinggi, substrat logam berasaskan aluminium/kuprum boleh dipilih, dengan kekonduksian terma melebihi 1.5W/m · K, yang lebih daripada tiga kali lebih cekap daripada pelesapan haba fr4 biasa.
Rawatan permukaan pilihan ialah proses emas rendaman, yang sesuai untuk persekitaran minyak dan habuk industri. Rintangan kakisan dan keupayaan anti pemasukannya jauh lebih baik daripada penyemburan timah biasa, mengelakkan sentuhan yang tidak baik selepas-penggunaan jangka panjang.
3. Kekangan utama kebolehkilangan (DFM)
Lebar garisan/jarak minimum 3oz kerajang kuprum adalah Lebih besar daripada atau sama dengan 0.3mm, dan kerajang kuprum 6oz adalah Lebih besar daripada atau sama dengan 0.4mm untuk mengelakkan masalah lebar talian dan litar pintas yang tidak tepat semasa etsa.
Satu melalui lubang dilarang pada laluan arus tinggi. 2-3 melalui lubang perlu disambung secara selari untuk arus 5A pada kerajang kuprum 3oz. Apertur minimum lubang melalui hendaklah Lebih besar daripada atau sama dengan 0.8mm, dan ketebalan tembaga dinding lubang hendaklah Lebih besar daripada atau sama dengan 20 μm.
Plat kuprum tebal berbilang lapisan mesti direka bentuk dengan susunan simetri, dengan lapisan atas dan bawah mempunyai ketebalan tembaga yang sama untuk mengelakkan permukaan melengkung yang berlebihan selepas pelapisan dan ketidakupayaan untuk menyesuaikan diri dengan tampalan SMT.