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通宵加班设计的储能板不能用?厚铜PCB设计这个问题一定要注意

小米 来源:jf_32813774 作者:jf_32813774 2023-08-18 09:27 次阅读

厚铜PCB板的优势

厚铜PCB是一种特殊的PCB,其主要特点是铜厚度大于等于2oz。相比传统PCB,厚铜PCB在电子制造中有许多优势。例如,它们能够承受更高的电流,具有更好的散热能力,更好的机械强度和更好的电气性能。这些特性使得厚铜PCB在高功率设备,例如电源、太阳能电池板设备、医疗、汽车、航空等领域得到广泛应用,因此,厚铜印刷电路板也成为PCB行业的最新趋势。

为什么上面这些大电流的产品需要用到厚铜板?

我们根据公式:

wKgZomTeyPSAPo6FAABPtetNzKg335.jpg

(其中,I表示可负载电流,U表示电压,R表示电阻,ρ表示电阻率,L表示线路长度,w表示线路宽度,h表示线路厚度)

可以得出,在其他条件不变的情况下,线路的可负载电流I与线路的厚度h成正比,线路越厚,则可负载电流越大。因此可以大大减小电路板导通路径的阻抗,提高电路的速率和可靠性。

再根据公式:

wKgaomTeyPWAGVQnAABi5gXVinU087.jpg

(其中,Q表示发热量,t表示通电的时间,ρ表示电阻率,L表示线路长度,w表示线路宽度,h表示线路厚度)

可知,在其他条件不变的情况下,线路的发热量与线路厚度成反比。而良好的热传导性能,可以保障电路板的稳定性和寿命。

此外,PCB板在使用中经常会遇到冲击、振动、变形等问题,而厚铜板也可以提高电路板的抗弯曲、抗拉扯、抗冲击的能力,增强电路板的稳定性和可靠性。

华秋官网下单时,可以在工艺信息栏目看到铜厚选项,其中四层板、六层板内外层铜厚最高可做到4oz。

wKgZomTeyPWAUrYlAAD2IDfbUGc329.jpg

制作厚铜PCB的注意事项

前段时间,有个客户晚上10点给我打电话,说设计了个储能板,加班熬夜几个月,交期很急,希望赶一下。我打开工程文件,发现了些问题,比较有代表性,这里我拿这个案例出来讲讲,制作厚铜PCB时需要注意的事项。下面是客户的设计文件截图,板内局部是3/3mil的线宽线距。

wKgaomTeyPaAFi65AAGZa_c0GX8277.jpg

但是却提出了内层2oz的制造要求,这就好比修建金字塔一样,如果你想建得高一些(成品铜厚厚一些),那底层就要建得宽一些,大一些(走线就要宽一些)。又高又"苗条"的金字塔是做不出来的。

要解释这个问题,还得从PCB的加工流程说起。大家都知道,pcb的线路加工是经过图形转移和蚀刻等流程加工而成的。

wKgZomTeyPaAV66kAAMEzgBtYNk329.jpg

从上图中我们可以看出,内层线路加工是把需要的图形用干膜或湿膜保护起来,将不需要留下来的铜箔用酸性药水蚀刻掉。
现有线路板上线路的线宽/间距一般都是一次性曝光-蚀刻形成的,由于化学蚀刻过程中的水池效应,致使金属线路产生侧蚀,极易发生尺寸偏差,图形形状发生变化,使得电路板整体性能下降,直至报废。(侧蚀宽度与蚀刻深度之比称之为蚀刻因子)‍

wKgaomTeyPeAAM2vAAB0y4wKwVA985.jpg

wKgZomTeyPeAf_qbAABKnmEY2oE911.jpg


侧蚀不能完全杜绝,只能尽量降到最低。不同成品铜厚的侧蚀量会有所差别,铜越厚,侧蚀越严重

wKgaomTeyPiALsPdAABWKG2APX4574.jpg

成品后的线路由于侧蚀的影响,会变成梯形。为了避免蚀刻后线路变细,根据PCB成品铜厚和蚀刻因子的大小,会做一定的线路补偿,比如PCB内层在2OZ铜厚时,蚀刻补偿一般在2mil.如果线路间距过小,曝光显影后,线路蚀刻时会导致线路过细或开路。

wKgZomTeyPiAZQ_eAAC0QmaMwMY019.jpg

总结

厚铜板在大电流设备中的运用上优势非常明显,但在设计中也需要考虑生产制作的问题。通过本文的介绍,相信大家对厚铜板有了初步的了解。也提醒大家在画图前,可以在华秋pcb官网查询工艺信息,了解不同铜厚下线宽线距要求,这样才能少踩坑,做到心中有数。华秋pcb制造,采用标准资料CAM自动化检验,可自动分析设计隐患,排除生产难点、设计缺陷和影响价格因素,优化设计方案,提升工作效率,减少沟通时间成本,大大缩短产品交付周期,最低24小时出货。

华秋是一家致力于以信息化技术改善传统电子产业链服务模式的产业数智化服务平台,目前已全面打通产业上、中、下游,形成了电子产业链闭环生态,致力于为行业带来“高品质,短交期,高性价比”的一站式服务平台,可向广大客户提供媒体社区平台服务、元器件采购服务、PCB制造服务及可靠性制造分析服务、SMT贴片/PCBA加工服务

审核编辑:汤梓红
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