PCB de cobre grueso

Se refiere a placas de circuito impreso con un espesor de lámina de cobre ≥3oz (105μm), utilizadas en fuentes de alimentación de alta potencia, electrónica automotriz, etc.

Las especificaciones comunes incluyen 3 oz, 4 oz, 5 oz, 6 oz, con un máximo de 20 oz.

El costo de fabricación es entre un 30% y un 80% más alto debido al difícil grabado, el largo tiempo de galvanoplastia y la alta tasa de desechos.

Para láminas de cobre de 3 oz, el estándar es 8mil/8mil, y los procesos especiales pueden lograr 5mil/5mil.

Se requiere una deposición a largo plazo para garantizar la uniformidad de la capa de cobre. El espesor del cobre del orificio debe ser de 25-75 μm, y es probable que se produzcan diferencias de espesor entre las aberturas y las paredes del orificio.

Normalmente entre 0,8 y 1,2, que se puede aumentar a más de 1,5 mediante grabado escalonado o conformado por láser.

Aumente las vías de disipación de calor (apertura ≥0,4 mm), utilice materiales conductores térmicos a base de metal y diseñe capas de láminas de cobre de área grande.

Para una lámina de cobre de 1 oz, la capacidad de transporte de corriente del cableado de un solo lado con un aumento de temperatura de 10 ℃ es de aproximadamente 1 A/mm, y 3 oz se puede aumentar a 2,5-3 A/mm.

Cuanto más gruesa sea la lámina de cobre, menor será su flexibilidad. No se recomienda doblarla para láminas de más de 6 oz, y el radio mínimo de curvatura para láminas de 3 oz es ≥5 mm.

Margen de ancho de línea ≥20%, apertura mínima ≥0,3 mm, espesor del orificio de cobre ≥25 μm y aumento de la densidad de puntos de prueba.

La velocidad de rotación es entre un 20% y un 30% menor que la de una PCB normal (aproximadamente entre 60.000 y 80.000 revoluciones por minuto) y la velocidad de alimentación es de 0,02 a 0,04 mm/rev.

ENIG es adecuado para señales de alta frecuencia. El OSP tiene un bajo costo, pero baja resistencia a la oxidación. El recubrimiento de oro duro es adecuado para conectores de alta resistencia.

En la banda de frecuencia de 10 GHz, la pérdida de señal de una lámina de cobre de 6 oz es aproximadamente 1,5 dB/pulgada mayor que la de una de 1 oz.

Diseño de lámina de cobre simétrica, temperatura de laminación 180-200 ℃, presión 100-150 psi, velocidad de enfriamiento ≤3 ℃/min.

Estándar IPC ≤12,5 μm, las señales de alta velocidad requieren ≤5 μm, lo que se puede mejorar mediante deposición química de cobre + relleno de galvanoplastia.

El promedio de la industria es del 75% al ​​85%, y el rendimiento de más de 6 oz puede caer por debajo del 70%.

Vehículos de nueva energía (pilas de carga, inversores), fuentes de alimentación industriales, fuentes de alimentación para servidores, sector aeroespacial y otros campos.

Las aplicaciones convencionales de alto voltaje de 0,8 a 1,2 mil requieren de 1,5 a 2 mil, que deben cubrir la lámina de cobre para evitar fugas.

Reducir los procesos especiales, unificar el espesor de la lámina de cobre, ampliar el tamaño del lote y evitar demasiadas vías ciegas o enterradas.

La capacidad de tratamiento de la solución de recubrimiento de cobre ácido es de aproximadamente 100-150 Ah/L, y las concentraciones de iones de cobre y de iones de cloruro deben analizarse periódicamente.

Resistencia al pelado ≥1,5 N/mm (1 oz), 3 oz requieren ≥2,5 N/mm.

Utilice un sustrato de Tg alto (≥170 ℃), una presión de laminación uniforme y elimine oportunamente los restos de perforación después de la perforación.

Temperatura de la solución de grabado alcalino 45-55 ℃, gravedad específica 1,2-1,3, presión de pulverización 0,8-1,2 MPa.

Las vías deben estar cubiertas al 100 % con máscara de soldadura y el tamaño de la apertura debe ser 0,2 a 0,3 mm más grande que la apertura para evitar el desbordamiento de la soldadura.

Los cambios en el espesor de la lámina de cobre provocan fluctuaciones de impedancia. Es necesario simular y optimizar el ancho de línea y el espesor dieléctrico con una tolerancia de ±5 %.

El proceso convencional es de 0,3 mm y la perforación láser puede alcanzar 0,15 mm, pero con un coste elevado.

Debe pasar la prueba de inmersión en estaño tres veces a 260 ℃/10 s sin separación de la pared del orificio ni desprendimiento de la lámina de cobre.

Cuando la rugosidad Ra > 3 μm, la pérdida de señal aumenta entre un 10 % y un 15 %, y se requiere una lámina de cobre de baja rugosidad (VLP).

Adopte un diseño de lámina de cobre de malla, aumente las rutas de derivación de corriente y el ancho de línea de las rutas clave ≥10 mil.

Convencional ≥4mil, alto voltaje requiere ≥8mil para evitar fallas por descarga disruptiva.

Densidad de corriente de 0,8 a 1,2 A/dm², control preciso de la concentración de aditivos y el tiempo de galvanoplastia es 2 a 3 veces mayor que el de la PCB común.

Utilice un instrumento de medición óptico 3D, con deformación ≤0,7% y deformación local ≤0,1 mm.

Tiempo de inmersión ≤3 segundos, ángulo de humectación

Optimice el diseño del panel, reduzca el desperdicio de bordes y adopte un diseño de zonificación de espesor de lámina de cobre escalonado.

Concentración de iones de paladio 0,02-0,05 g/L, temperatura 30-35 ℃, tiempo 10-15 minutos para garantizar una cobertura uniforme de la pared del orificio.

El espesor dieléctrico de 1 mil puede soportar aproximadamente 500 V, y el espaciado del aislamiento y el espaciado de la lámina de cobre deben diseñarse de acuerdo con el nivel de voltaje.

Humedad de almacenamiento ≤40%, temperatura ≤25 ℃, embalaje oportuno después del tratamiento de la superficie, utilizando bolsas a prueba de humedad + desecantes.

Velocidad de fresado 25.000-30.000 revoluciones por minuto, velocidad de avance 800-1200 mm/min para evitar rebabas en los bordes.

Hornee a 150-160 ℃ durante 60-90 minutos, la dureza ≥2H y la adhesión pasan la prueba de corte transversal.

El ancho del área dividida ≥20mil, evite ángulos agudos y conecte diferentes capas de potencia con matrices de vías.

Dureza Vickers ≥80HV para evitar daños mecánicos y desgaste.

Proceso DES, concentración de permanganato de potasio 80-100 g/L, temperatura 60-70 ℃, tiempo 15-20 minutos.

Utilice materiales dieléctricos de bajo Dk/Df, controle la rugosidad de la lámina de cobre y optimice la continuidad del plano de tierra.

Recocido después de la laminación, manteniendo a 120-150 ℃ durante 2-3 horas para liberar la tensión.

Debe resistir la limpieza con alcohol isopropílico, fundente, etc., sin hincharse ni decolorarse.

Espaciado ≥20mil, evita el sobrecalentamiento denso y se puede adoptar un diseño de flor de ciruelo.

Tecnología de galvanoplastia pulsada, espaciado de ánodo a placa de 10 a 15 cm y verificación periódica de la solubilidad del ánodo.

El costo de la perforación láser es de aproximadamente 3 a 5 veces, pero con mayor precisión y menor apertura.

La soldadura por inmersión en plata es rápida, ENIG tiene alta confiabilidad y OSP necesita completar la soldadura en 72 horas.

Seleccione un sustrato con un CTE similar al de la lámina de cobre (como FR-4 de Tg alta con un CTE de aproximadamente 14 ppm/℃) para reducir el estrés térmico.

El estándar IPC requiere ≤10 poros/cm², y las aplicaciones de alta confiabilidad requieren ≤5 poros/cm², lo que se puede mejorar mediante galvanoplastia de orificio pasante.

Diámetro de la almohadilla = diámetro del orificio + 0,6 mm (convencional), y se requiere un aumento de 0,1-0,2 mm en cajas de cobre gruesas para compensar la desviación del grabado.

La resistencia de soldadura negra tiene una fuerte absorción de calor, con una temperatura de superficie 3-5 ℃ más alta que la resistencia de soldadura blanca, pero tiene poco impacto en la disipación general del calor.

Espesor de la capa de níquel 3-5 μm, espesor de la capa de oro 0,05-0,1 μm, pH de la solución de recubrimiento 4,8-5,2, temperatura 85-90 ℃.

Se utiliza un proceso de micrograbado químico, con una cantidad de micrograbado controlada entre 0,5 y 1 μm, o un tratamiento de pulido mecánico.

El voltaje de prueba convencional es de 1000 V CA/1 minuto y las aplicaciones de alto voltaje requieren un aumento a 2000-5000 V CA.

Con una lámina de cobre de 3 oz, se recomienda que la densidad del cableado de un solo lado sea ≤15 cm²/100 cm², y las placas multicapa deben equilibrar la integridad de la señal y la capacidad de transporte de corriente.

La tasa de alargamiento debe ser ≥20% para garantizar que no se produzcan fracturas bajo tensión mecánica.

Las placas de ±50 μm (convencionales) y de alta velocidad deben mejorarse a ±25 μm, utilizando un sistema de posicionamiento láser.

Debe soportar la soldadura por reflujo a 280 ℃ durante 5 segundos sin ampollarse ni agrietarse.

La prueba de pelado de 90° se utiliza para registrar la fuerza de pelado por unidad de ancho, con el estándar ≥1,5 N/mm.

La relación entre la profundidad del orificio ciego y el diámetro del orificio (relación de aspecto) ≤3:1 para evitar un llenado deficiente de la galvanoplastia.

El contenido de fósforo en la capa de niquelado químico debe controlarse entre el 7% y el 9% para garantizar la resistencia a la corrosión.

Se utilizan fresas revestidas (como por ejemplo con revestimiento de TiAlN) y las fresas se reemplazan periódicamente (se reemplazan cada 50-100㎡ de procesamiento).

Controle la continuidad de la impedancia, reduzca la longitud del stub, utilice la transmisión de señal diferencial y agregue una capa de protección.

±10% (convencional) y las aplicaciones de alta precisión deben controlarse dentro de ±5%.

Prueba de corte transversal, y está calificada si el área de 脱落 después de pelar la cinta es ≤5%.

Se utiliza un vertido de cobre en forma de rejilla (espaciado de rejilla ≤10 mil) para equilibrar el transporte de corriente y el retorno de señal.

Esfuerzo de tracción ≤15MPa, esfuerzo de compresión ≤10MPa, para evitar la deformación de la lámina de cobre.

Sin residuos de resina ni restos de perforación, confirmado mediante observación de la sección metalográfica.

Después del envejecimiento a 85 °C/85 % de HR durante 168 horas, la diferencia de color ΔE ≤ 3.

Se utiliza un perfilador de superficie para medir el valor Ra, y el Ra de la lámina de cobre convencional es ≤5 μm.

Una sola vía de 0,5 mm puede transportar aproximadamente entre 0,5 y 1 A, y la cantidad de vías debe determinarse según la demanda de corriente real.

Se utiliza un espectrómetro de fluorescencia de rayos X (XRF) para medir el espesor de la capa de cobre en diferentes posiciones, con una desviación ≤10%.

Tolerancia de dimensión del contorno ±0,1 mm, desviación del ángulo ±0,5°.

Adapte la impedancia del terminal, optimice la topología de las trazas y reduzca las trazas en ángulo recto y las discontinuidades de impedancia.

La oxidación leve se puede tratar con micrograbado químico, y la oxidación severa requiere un tratamiento de renovación de la superficie.

Tensión de la pantalla 25-35N/cm, presión de la escobilla de goma 3-5kg/cm, velocidad 30-50mm/s.

La capa de potencia y la capa de tierra son adyacentes, las capas de señal están intercaladas en el medio y se controla la uniformidad del espesor del medio.

Se utiliza un comprobador de dureza micro-Vickers, con una distancia entre los puntos de prueba ≥0,5 mm y se toma el valor promedio.

Se utiliza el posicionamiento del punto de marca y la desviación se detecta y compensa mediante un dispositivo AOI.

Después de 500 frotamientos (presión de 500 g), no hay desgaste evidente ni exposición del cobre.

Utilice materiales de capa amortiguadora (como películas adhesivas conductoras térmicas) o diseñe ranuras para aliviar la tensión.

Se puede utilizar resina para taponar + galvanoplastia de superficie, o bien rellenar con pasta de soldadura y luego curar.

El método de permeación de gas o la observación con microscopio metalográfico se utiliza para calcular el número de poros por unidad de área.

Una velocidad demasiado alta tiende a producir rebabas, y una velocidad demasiado baja afecta la eficiencia, que debe ajustarse según el espesor de la lámina de cobre.

Aumente el espaciado de las trazas (regla ≥3W), inserte líneas de protección de tierra y optimice la asignación de la capa de enrutamiento.

La tensión residual provocará deformación y agrietamiento de la lámina de cobre, lo que reducirá la confiabilidad a largo plazo.

Los defectos locales se pueden reimprimir manualmente, y los defectos de áreas grandes se deben reimprimir y corregir.

El espaciado entre vías ≥20mil, el número se calcula de acuerdo con la demanda de corriente transportada y se distribuyen simétricamente.

El método de difracción de rayos X o prueba de anillo de tensión se utiliza para cuantificar el valor de la tensión interna.

Una rugosidad alta provocará una galvanoplastia desigual y aumentará la diferencia de espesor del orificio de cobre.

Después de la prueba de envejecimiento UV (500 horas), no hay decoloración ni formación de tiza.

El enchapado en oro duro tiene una vida útil de inserción y extracción de >1000 veces, y el proceso de oro por inmersión es de aproximadamente 50 a 100 veces.

El coste de las vías ciegas y enterradas es entre un 30% y un 50% más alto que el de los agujeros pasantes, y el aumento de coste es más significativo en el caso del cobre grueso.