Carte PCB lourde d'en cuivre

Les circuits imprimés en cuivre épais sont des cartes de circuits spécialisées conçues pour des niveaux élevés de puissance et de chaleur pendant le fonctionnement. Alors qu'un circuit imprimé standard utilise généralement 1 OZ-2OZ de cuivre, un circuit imprimé en cuivre épais utilise 3 oz à 20 oz (ou plus). Les couches de cuivre plus épaisses permettent à la carte de conduire des courants plus élevés et une haute tension. Les cartes seront en bon état et ne seront pas endommagées pendant longtemps en travaillant avec une température élevée.

Leur type est tel que les cartes d'enroulement, les produits BMP, les cartes AC-DC, etc.

Normalement, il est utilisé pour l'électronique haute puissance (courant électrique) comme l'alimentation ou certains circuits de puissance ou des exigences élevées en matière de thermique dans l'industrie. Il peut être conçu en couche interne ou en couche externe. Dans le processus de production de circuits imprimés, il est plus difficile que les circuits traditionnels avec une feuille de cuivre de 2OZ.

La structure est similaire à celle d'un circuit imprimé standard, mais implique un processus de placage et de gravure spécialisé.

• Couche de cuivre: Les "veines" de la carte sont beaucoup plus hautes et plus larges. L'épaisseur du cuivre varie de 3 Oz à 20 Oz dans certains cas particuliers. L'épaisseur maximale du cuivre de la couche interne est de 10 OZ, tandis que l'épaisseur de la couche externe peut atteindre 20 OZ.
• Matériau de base: La construction du circuit imprimé en cuivre épais dépend entièrement des matériaux de base comme le FR4 ou sans halogène ou Rogers ou l'aluminium ou, dans certains cas, des matériaux de base hybrides sont utilisés. Normalement, le FR4 sera un matériau Middle Tg et High Tg.
• Nombre de couches: Le nombre de couches de circuits imprimés en cuivre épais est de 2 à 20 couches selon la fabrication.
• Épaisseur de la carte: L'épaisseur de la carte est de 1,6 mm à 5,0 mm.
• Trous traversants plaqués épais (PTH): Les trous reliant différentes couches sont renforcés avec du cuivre épais pour transporter un courant élevé sans surchauffe. Normalement, une épaisseur de cuivre de trou de 25 um min est requise, voire une épaisseur de cuivre plaqué de trou de 38 um ou 50 um pour garantir les performances.
• Noyau: Utilise souvent du FR-4 avec un matériau Middle TG ou high TG ou des matériaux à noyau métallique pour supporter le poids et la chaleur ajoutés.
• Couche diélectrique: Minimum 2 pièces de préimprégné pour circuit imprimé en cuivre épais, si une haute intensité et une haute tension sont requises, il faut 3 pièces de préimprégné dans le noyau.
• Finition de surface: La finition de surface du circuit imprimé sera OSP, HASL, HASL sans plomb (HASL LF/ ROHS), étain, or par immersion (Au), argent par immersion (Ag), ENIG, ENPIG selon les normes, et quelques cartes utilisent également Golden finger + HASL, ENIG + OSP, OSP + Golden finger pour une meilleure conductivité sur la surface car un courant énorme doit entrer en contact avec la borne du composant externe.

Le cuivre épais offre trois avantages pour les produits électroniques :

La fabrication d'un circuit imprimé en cuivre épais est beaucoup plus difficile que celle des cartes standard. Parce que le cuivre est "épais", les processus chimiques traditionnels peuvent facilement ruiner les pistes.

Voici les principales exigences et techniques de la technologie de production :

1. Parce que les pistes de cuivre sont si épaisses, la dent de cuivre entre elles est plus profonde.
2. Débit de résine élevé : un "préimprégné" spécialisé (couches de liaison) avec une teneur élevée en résine est requis pour remplir complètement ces lacunes.
3. Prévention des vides : si la résine ne remplit pas chaque espace, des bulles d'air (vides) se forment. Sous haute puissance, ces bulles peuvent se dilater et provoquer l'explosion ou la délamination de la carte.
4. Pression/température plus élevées : la presse de stratification doit fonctionner avec des paramètres plus élevés pour garantir que le cuivre épais "s'enfonce" uniformément dans le substrat.

Percer à travers un circuit imprimé standard, c'est comme percer à travers du plastique ; percer une carte en cuivre épais, c'est comme percer à travers une plaque métallique.

1. Durée de vie du foret : Le cuivre est mou et "gommeux". Il génère une chaleur immense, ce qui émousse rapidement les forets. Les fabricants doivent remplacer les mèches beaucoup plus fréquemment (par exemple, tous les 10 à 20 trous contre des centaines).
2. Perçage par picotage : Les grands trous nécessitent souvent un "picotage"—percer un peu, se rétracter pour dégager les "copeaux" de cuivre et percer à nouveau pour empêcher la mèche de se casser.

La gravure standard, c'est comme peindre au pistolet un pochoir ; pour le cuivre épais, c'est plus comme sculpter un canyon profond.

1. Gravure différentielle et placage par étapes : au lieu d'un long bain chimique, les fabricants utilisent plusieurs cycles de placage et de gravure. Cela empêche la contre-dépouille (où les produits chimiques rongent le fond d'une piste, la rendant instable).
2. Contrôle du profil de la piste : pour obtenir des parois latérales droites, des systèmes de gravure à grande vitesse sont utilisés pour garantir que la piste finale est rectangulaire plutôt qu'une forme de "trapèze" ou de "champignon".3.4 Application du masque de soudure

Revêtements multiples :

1. Nécessite généralement deux fois plus de masque de soudure pour garantir que le masque de soudure recouvre la surface de la carte afin de garantir les performances.Pulvérisation électrostatique :
2. Cette méthode est souvent préférée au sérigraphie car elle garantit que l'encre enveloppe les bords verticaux tranchants des pistes de cuivre épaisses.3.5 Règles de conception pour la fabrication (DFM)

Exigence

Électronique de puissance :

• Onduleurs, convertisseurs et alimentations. Transformateurs planaires, systèmes d'amplificationAutomobile :
• Systèmes de charge de véhicules électriques (VE) et modules de distribution d'énergie.Énergie renouvelable :
• Contrôleurs de panneaux solaires et systèmes d'alimentation d'éoliennes.Industriel :
• Équipement de soudage, contrôleurs de machines lourdes et transÉlectronique médicale :
• Équipement médical spécial comme les opérations au laser ou les machines robotiques, les dispositifs d'imagerie comme les scanners, les rayons X, etc.Militaire et aérospatial :
• appareils de communication sans fil, par satellite et appareils radarÉquipement industriel :
• L'équipement industriel utilise des circuits imprimés en cuivre épais qui peuvent être utilisés dans des environnements difficiles car il est résistant à la corrosion de nombreux produits chimiques.