PCB de coure gruixut

Es refereix a plaques de circuits impresos amb un gruix de làmina de coure ≥3 oz (105 μm), utilitzades en fonts d'alimentació d'alta potència, electrònica d'automoció, etc.

Les especificacions comunes inclouen 3 oz, 4 oz, 5 oz, 6 oz, amb un màxim de 20 oz.

El cost de fabricació és entre un 30% i un 80% més alt a causa de la dificultat del gravat, el llarg temps de galvanoplàstia i l'alta taxa de ferralla.

Per a làmina de coure de 3 unces, la convencional és de 8 mil/8 mil, i els processos especials poden aconseguir 5 mil/5 mil.

Requereix una deposició a llarg termini per garantir la uniformitat de la capa de coure. El gruix del coure del forat ha d'arribar a 25-75 μm, i és probable que es produeixin diferències de gruix entre les obertures dels forats i les parets.

Normalment 0,8-1,2, que es pot augmentar per sobre d'1,5 mitjançant gravat gradual o conformació amb làser.

Augmenteu les vies de dissipació de calor (obertura ≥0,4 mm), utilitzeu materials tèrmicament conductors a base de metall i dissenyeu capes de làmina de coure de gran superfície.

Per a una làmina de coure d'1 oz, la capacitat de càrrega de corrent del cablejat unilateral a un augment de temperatura de 10 ℃ és d'aproximadament 1 A/mm, i 3 oz es pot augmentar a 2,5-3 A/mm.

Com més gruixuda sigui la làmina de coure, pitjor serà la flexibilitat. No es recomana doblegar-la per a més de 6 unces, i el radi mínim de flexió per a 3 unces és ≥5 mm.

Marge d'amplada de línia ≥20%, obertura mínima ≥0,3 mm, gruix de coure del forat ≥25 μm i augment de la densitat dels punts de prova.

La velocitat de rotació és entre un 20% i un 30% inferior a la d'una PCB ordinària (unes 60.000-80.000 revolucions per minut) i la velocitat d'avanç és de 0,02-0,04 mm/rev.

L'ENIG és adequat per a senyals d'alta freqüència. L'OSP té un cost baix però una resistència a l'oxidació feble. El recobriment d'or dur és adequat per a connectors d'alta densitat.

A la banda de freqüència de 10 GHz, la pèrdua de senyal d'una làmina de coure de 6 unces és aproximadament 1,5 dB/polzada més alta que la d'1 unça.

Disseny simètric de làmina de coure, temperatura de laminació 180-200 ℃, pressió 100-150 psi, velocitat de refredament ≤3 ℃/min.

Estàndard IPC ≤12.5 μm, els senyals d'alta velocitat requereixen ≤5 μm, que es pot millorar mitjançant la deposició química de coure + el farciment de galvanoplàstia.

La mitjana de la indústria és del 75%-85%, i el rendiment per a més de 6 unces pot baixar per sota del 70%.

Vehicles de nova energia (piles de càrrega, inversors), fonts d'alimentació industrials, fonts d'alimentació de servidors, aeroespacial i altres camps.

Les aplicacions convencionals d'alt voltatge de 0,8-1,2 mil·límetres requereixen d'1,5-2 mil·límetres, que han de cobrir la làmina de coure per evitar la filtració.

Reduir els processos especials, unificar el gruix de la làmina de coure, ampliar la mida del lot i evitar massa vies cegues/enterrades.

La capacitat de tractament de la solució de recobriment de coure àcid és d'uns 100-150 Ah/L, i cal analitzar regularment les concentracions d'ions de coure i ions de clorur.

Resistència al pelament ≥1.5N/mm (1oz), 3oz requereix ≥2.5N/mm.

Utilitzeu un substrat amb una Tg alta (≥170 ℃), una pressió de laminació uniforme i elimineu les restes de perforació a temps després de la perforació.

Temperatura de la solució de gravat alcalina 45-55 ℃, gravetat específica 1,2-1,3, pressió de polvorització 0,8-1,2 MPa.

Les vies han d'estar 100% cobertes amb una màscara de soldadura, i la mida de l'obertura ha de ser de 0,2 a 0,3 mm més gran que l'obertura per evitar el desbordament de soldadura.

Els canvis en el gruix de la làmina de coure provoquen fluctuacions d'impedància. Cal simular i optimitzar l'amplada de la línia i el gruix dielèctric amb una tolerància de ±5%.

El procés convencional és de 0,3 mm i la perforació làser pot arribar als 0,15 mm, però amb un cost elevat.

Ha de superar la prova d'immersió en estany a 260 ℃/10 s tres vegades sense separació de la paret del forat ni pelat de làmina de coure.

Quan la rugositat Ra > 3 μm, la pèrdua de senyal augmenta entre un 10% i un 15% i es requereix una làmina de coure de baixa rugositat (VLP).

Adopta un disseny de làmina de coure de malla, augmenta els camins de derivació actuals i l'amplada de línia dels camins clau ≥10 mil.

Convencional ≥4mil, l'alta tensió requereix ≥8mil per evitar la ruptura per flashover.

Densitat de corrent 0,8-1,2 A/dm², control precís de la concentració d'additius i temps de galvanoplàstia 2-3 vegades superior al d'una PCB ordinària.

Utilitzeu un instrument de mesura òptica 3D, amb una deformació ≤0,7% i una deformació local ≤0,1 mm.

Temps d'immersió ≤3 segons, angle de mullament

Optimitzeu el disseny del panell, reduïu el malbaratament de les vores i adopteu un disseny de zonificació de gruix de làmina de coure esglaonat.

Concentració d'ions de pal·ladi 0,02-0,05 g/L, temperatura 30-35 ℃, temps 10-15 minuts per assegurar una cobertura uniforme de la paret del forat.

Un gruix dielèctric d'1 mil·limètrica pot suportar uns 500 V, i l'espaiat de l'aïllament i l'espaiat de la làmina de coure s'han de dissenyar segons el nivell de tensió.

Humitat d'emmagatzematge ≤40%, temperatura ≤25 ℃, embalatge oportú després del tractament superficial, utilitzant bosses resistents a la humitat + dessecants.

Velocitat de la fresa de 25.000 a 30.000 revolucions per minut, velocitat d'avanç de 800 a 1200 mm/min per evitar rebaves a les vores.

Coure a 150-160 ℃ durant 60-90 minuts, duresa ≥2H i adherència supera la prova de tall transversal.

L'amplada de l'àrea dividida ≥20mil, eviteu angles aguts i connecteu diferents capes d'alimentació amb matrius de vies.

Duresa Vickers ≥80HV per evitar danys mecànics i desgast.

Procés DES, concentració de permanganat de potassi 80-100 g/L, temperatura 60-70 ℃, temps 15-20 minuts.

Utilitzeu materials dielèctrics de baix Dk/Df, controleu la rugositat de la làmina de coure i optimitzeu la continuïtat del pla de terra.

Recuit després de la laminació, mantenint-lo a 120-150 ℃ durant 2-3 hores per alliberar l'estrès.

Ha de resistir l'esbandida amb alcohol isopropílic, flux, etc., sense inflor ni decoloració.

Espai ≥20mil, evita el sobreescalfament dens i es pot adoptar un disseny de flor de prunera.

Tecnologia de galvanoplàstia pulsada, espaiament ànode-placa de 10-15 cm i comprovació regular de la solubilitat de l'ànode.

El cost de la perforació làser és aproximadament de 3 a 5 vegades, però amb una precisió més alta i una obertura més petita.

La soldadura per immersió en plata és ràpida, l'ENIG té una alta fiabilitat i l'OSP ha de completar la soldadura en 72 hores.

Seleccioneu un substrat amb un CTE similar al de la làmina de coure (com ara un FR-4 d'alta Tg amb un CTE d'uns 14 ppm/℃) per reduir l'estrès tèrmic.

L'estàndard IPC requereix ≤10 porus/cm², i les aplicacions d'alta fiabilitat requereixen ≤5 porus/cm², cosa que es pot millorar mitjançant la galvanització per forats.

Diàmetre del coixinet = diàmetre del forat + 0,6 mm (convencional), i es requereix un augment de 0,1-0,2 mm en carcasses de coure gruixudes per compensar la desviació del gravat.

La soldadura resistent negra té una forta absorció de calor, amb una temperatura superficial de 3-5 ℃ més alta que la soldadura resistent blanca, però té poc impacte en la dissipació general de la calor.

Gruix de la capa de níquel 3-5 μm, gruix de la capa d'or 0,05-0,1 μm, pH de la solució de recobriment 4,8-5,2, temperatura 85-90 ℃.

S'utilitza un procés de microgravat químic, amb la quantitat de microgravat controlada a 0,5-1 μm, o un tractament de mòlta mecànica.

La tensió de prova convencional és de 1000 V CA/1 minut, i les aplicacions d'alta tensió requereixen un augment a 2000-5000 V CA.

Sota una làmina de coure de 3 oz, es recomana que la densitat de cablejat d'una sola cara sigui ≤15 cm²/100 cm², i les plaques multicapa han d'equilibrar la integritat del senyal i la capacitat de càrrega de corrent.

La taxa d'elongació ha de ser ≥20% per garantir que no es fracturi sota esforç mecànic.

±50 μm (convencional), i les plaques d'alta velocitat s'han de millorar fins a ±25 μm, utilitzant un sistema de posicionament làser.

Ha de suportar la soldadura per refusió a 280 ℃ durant 5 segons sense formar butllofes ni esquerdar-se.

La prova de pelatge a 90° s'utilitza per registrar la força de pelatge per unitat d'amplada, amb un estàndard ≥1,5 N/mm.

La relació entre la profunditat del forat cec i el diàmetre del forat (relació d'aspecte) és ≤3:1 per evitar un mal farciment de galvanoplàstia.

El contingut de fòsfor a la capa de níquel electrolític s'ha de controlar entre el 7% i el 9% per garantir la resistència a la corrosió.

S'utilitzen freses recobertes (com ara el recobriment de TiAlN) i es substitueixen regularment (cada 50-100㎡ de processament).

Controleu la continuïtat de la impedància, reduïu la longitud del stub de via, utilitzeu la transmissió de senyal diferencial i afegiu una capa de blindatge.

±10% (convencional) i les aplicacions d'alta precisió s'han de controlar amb un marge de ±5%.

Prova de tall transversal, i es qualifica si la zona de tall després del despreniment de la cinta és ≤5%.

S'utilitza una colada de coure en forma de reixeta (espaiat de la reixeta ≤10 mil) per equilibrar el corrent que porta i el retorn del senyal.

Tensió de tracció ≤15MPa, tensió de compressió ≤10MPa, per evitar la deformació de la làmina de coure.

Sense residus de resina ni restes de perforació, confirmat per observació de secció metal·logràfica.

Després d'envellir a 85 ℃/85% HR durant 168 hores, la diferència de color ΔE≤3.

Un perfilador de superfícies s'utilitza per mesurar el valor Ra, i el Ra de la làmina de coure convencional és ≤5 μm.

Una sola via de 0,5 mm pot transportar aproximadament 0,5-1 A, i el nombre de vies s'ha de determinar segons la demanda de corrent real.

Un espectròmetre de fluorescència de raigs X (XRF) s'utilitza per mesurar el gruix de la capa de coure en diferents posicions, amb una desviació ≤10%.

Tolerància de dimensió del contorn ±0,1 mm, desviació de l'angle ±0,5°.

Adaptar la impedància del terminal, optimitzar la topologia de les traces i reduir les traces en angle recte i les discontinuitats d'impedància.

L'oxidació lleu es pot tractar amb microgravat químic, i l'oxidació severa requereix un tractament de re-superficial.

Tensió de la pantalla 25-35N/cm, pressió de la escombreta 3-5kg/cm, velocitat 30-50mm/s.

La capa de potència i la capa de terra són adjacents, les capes de senyal estan intercalades al mig i es controla la uniformitat del gruix del medi.

S'utilitza un duròmetre micro-Vickers, amb una distància entre els punts de prova ≥0,5 mm, i es pren el valor mitjà.

S'utilitza el posicionament de punts de marca i la desviació es detecta i compensa mitjançant un dispositiu AOI.

Després de 500 fregaments (500 g de pressió), no hi ha desgast evident ni exposició al coure.

Utilitzeu materials de capa amortidora (com ara pel·lícules adhesives termoconductores) o dissenyeu ranures per a l'alleujament de tensions.

Es pot utilitzar taponament de resina + galvanització superficial, o ompliment de pasta de soldadura i després curat.

El mètode de permeació de gasos o l'observació amb microscopi metal·logràfic s'utilitza per calcular el nombre de porus per unitat de superfície.

Una velocitat massa alta és propensa a produir rebaves, i una velocitat massa baixa afecta l'eficiència, que s'ha d'ajustar segons el gruix de la làmina de coure.

Augmenteu l'espaiat de les traces (regla ≥3W), inseriu línies de blindatge de terra i optimitzeu l'assignació de la capa d'enrutament.

La tensió residual provocarà deformació i esquerdes de la làmina de coure, cosa que reduirà la fiabilitat a llarg termini.

Els defectes locals es poden reimprimir manualment i els defectes de gran superfície s'han de reimprimir i curar.

L'espaiat de via ≥20mil, el nombre es calcula segons la demanda de corrent i es distribueixen simètricament.

El mètode de difracció de raigs X o la prova d'anell de tensió s'utilitza per quantificar el valor de la tensió interna.

Una rugositat elevada provocarà una galvanització desigual i augmentarà la diferència de gruix del coure del forat.

Després de la prova d'envelliment UV (500 hores), no hi ha decoloració ni enguixament.

El recobriment d'or dur té una vida útil d'inserció i extracció de >1000 vegades, i el procés d'or per immersió és d'unes 50-100 vegades.

El cost de les vies cegues i enterrades és entre un 30% i un 50% més alt que el dels forats passants, i l'augment del cost és més significatiu en el cas del coure gruixut.