Diseño de PCB de Cobre Pesado

Diseño de PCB de Cobre Pesado

Los requisitos industriales actuales exigen cada vez más el diseño de PCB de cobre pesado. Estas placas se utilizan cada vez más en el sector de la electrónica, sobre todo en interruptores complejos que deben caber en un espacio reducido. Esto se debe a la gran conductividad eléctrica y térmica del cobre. El producto final es una placa de varias capas o de doble cara con capas exteriores detalladas y gruesas capas de cobre en las capas interiores. Como resultado, estas placas pueden encontrarse tanto en convertidores de potencia como en transformadores planares.

Descripción General de  PCB de Cobre Pesado

PCB de cobre pesado es una placa que tiene un circuito de cobre pesado. Este tipo de PCB se somete a técnicas especializadas de chapado y grabado, como el chapado escalonado y el grabado diferencial. También se conoce como PCB de cobre grueso. Después de todo, el peso del cobre oscila entre 4 onzas/pie2 y 20 onzas/pie2.

Como resultado, no hay necesidad de crear circuitos de alta corriente/alta potencia y circuitos de control en placas separadas con la placa de cobre grueso. Además, la placa de cobre grueso tiene un diseño de placa sencillo y es muy densa.

Pasos del diseño de PCB de Cobre Pesado

A la hora de diseñar PCB de cobre pesado, hay que tener en cuenta varios factores clave. He aquí algunos consejos y trucos a tener en cuenta:

Determine sus requisitos: Antes de empezar a diseñar PCB de cobre pesado, debe determinar los requisitos específicos de su aplicación. Esto incluye la cantidad de corriente que debe transportar  PCB, la temperatura de funcionamiento, el tamaño y la forma de  PCB y cualquier otro requisito específico.

Elija sus materiales: Los PCB de cobre pesado requieren materiales especializados, como láminas y laminados de cobre de alta calidad. También debe tener en cuenta el grosor de las capas de cobre y el material del sustrato utilizado para  PCB.

Planifique el apilamiento de capas: El apilamiento de capas es una parte esencial del diseño de PCB de cobre pesado. Debe planificar cuidadosamente el apilamiento de capas para garantizar una correcta disipación del calor y la integridad de la señal. Tenga en cuenta la colocación de las capas de cobre, las capas dieléctricas y cualquier otra capa necesaria.

Determine la anchura y el espaciado de las trazas: PCB de cobre pesado requieren trazas de cobre más anchas para manejar las altas corrientes. También debe aumentar el espaciado entre las trazas para evitar la formación de arcos eléctricos. Tenga en cuenta los requisitos específicos de su aplicación para determinar la anchura y el espaciado adecuados de las trazas.

Tenga en cuenta la gestión térmica: PCB de cobre pesadas generan mucho calor, por lo que debe tener en cuenta cómo disiparlo de forma eficiente. Esto puede incluir el uso de vías térmicas para transferir el calor de las capas de cobre a las capas exteriores de  PCB, o el uso de técnicas de gestión térmica especializadas, como disipadores de calor o ventiladores.

Garantizar la fabricabilidad: PCB de cobre pesado requieren procesos de fabricación especializados, por lo que es esencial asegurarse de que su diseño es fabricable. Esto incluye asegurarse de que los taladros están en los lugares adecuados y tienen el tamaño correcto, que el chapado es de alta calidad y que el diseño general cumple las especificaciones del fabricante.

Consejos para el diseño de PCB de Cobre Pesado

A la hora de diseñar PCB de cobre pesado, hay que tener en cuenta varias consideraciones importantes. Estos son algunos consejos y trucos que pueden ayudarle a diseñar PCB de cobre pesado de alta calidad:

Apilamiento de capas: Las PCB de cobre pesado requieren un diseño cuidadoso del apilamiento de capas para garantizar la correcta disipación del calor y la integridad de la señal. Conviene colocar las capas de cobre lo más cerca posible del centro de  PCB para reducir la resistencia térmica y maximizar la transferencia de calor.

Anchura y espaciado de las pistas: Dado que las PCB de cobre pesado están diseñadas para soportar corrientes elevadas, debe asegurarse de que las pistas de cobre sean lo suficientemente anchas como para transportar la corriente sin sobrecalentarse. También debe aumentar la separación entre las pistas para evitar la formación de arcos eléctricos.

Taladrado y chapado: Las PCB de cobre pesado requieren procesos especializados de taladrado y chapado para garantizar una conexión fiable entre las capas de cobre. Debe utilizar materiales de chapado de alta calidad y seleccionar el tamaño de broca adecuado para garantizar un taladrado preciso.

Gestión térmica: Las PCB de cobre pesadas generan mucho calor, por lo que hay que pensar en cómo disiparlo de forma eficiente. Puede utilizar vías térmicas para transferir el calor de las capas de cobre a las capas exteriores de  PCB, o puede utilizar técnicas de gestión térmica especializadas, como disipadores de calor o ventiladores.

Control de calidad: Los PCB de cobre pesado requieren estrictas medidas de control de calidad para garantizar que cumplen los requisitos de rendimiento y fiabilidad. Debe realizar pruebas e inspecciones exhaustivas durante todo el proceso de fabricación para detectar cualquier defecto o problema.

Siguiendo estos consejos y trucos de diseño, podrá crear  PCB de cobre pesado de alta calidad que cumpla los requisitos de rendimiento y fiabilidad de su aplicación.  

¿Qué ofrece  PCB de Cobre Pesado?

¿Por qué debería utilizar PCB de cobre pesado? He aquí algunas de las ventajas:

Multiuso:

No todas las placas pueden soportar el peso de PCB de cobre pesado sin sacrificar la calidad o el rendimiento de la placa. Es más probable que estas placas se utilicen en varios dispositivos con niveles variables de potencia y señal que las placas PCB normales.

Tamaño compacto:

La capacidad de las placas de cobre pesado para soportar frecuencias, altas corrientes, altas temperaturas y ciclos térmicos recurrentes se atribuye al apilamiento de muchas capas en una sola. Esto reduce el tamaño y el peso totales de la placa, lo que permite utilizar circuitos diminutos de alto rendimiento.

Resistente a la degradación térmica:

Las placas de alta frecuencia generan mucho calor, que el sistema de refrigeración por ventilador no puede dispersar eficazmente. Este calor daña las frágiles uniones soldadas de la placa, reduciendo su rendimiento y acabando por destruirla. Debido a su mayor conductividad, las placas PCB de cobre pesado crearán menos calor y se alejarán de cualquier calor externo a un ritmo mucho más rápido.

Mejora el reparto de la carga:

En lugar de generar múltiples capas duplicadas y paralelas, el cobre pesado puede combinarse con vías de cobre. Esto reduce las dificultades de reparto de carga asociadas a numerosos niveles paralelos.

Ventaja estructural de la placa:

PCB multicapa de cobre pesado proporciona una mayor resistencia mecánica gracias al apilamiento de capas y a los orificios pasantes chapados.

¿Cómo se fabrica PCB de Cobre Pesado?

En la fabricación de PCB de cobre extremo se suele utilizar el chapado o el grabado. El objetivo principal es aumentar el espesor de cobre de las paredes laterales y los orificios chapados. Sin embargo, los procesos normales de grabado dan como resultado márgenes y líneas de borde grabados de forma desigual. Por lo tanto, se requieren procesos específicos de grabado y chapado para conseguir el grosor adicional de cobre en los PCB de cobre pesado.

Los PCB de cobre pesado se galvanizan durante todo el proceso de fabricación. Esto ayuda a engrosar las barreras de PTH en  PCB. Como resultado, el número de capas se reduce y la distribución de impedancia se estrecha con este método. Sin embargo, cuando los PCB se someten a varios ciclos a lo largo del proceso de fabricación, los orificios chapados pueden volverse frágiles.

Métodos de fabricación de PCB de Cobre Pesado

Método de la barra azul: El método de la barra azul se utiliza para fabricar PCB para automóviles. Consiste en insertar gruesas barras de cobre en las PCB para transmitir la corriente adicional.  Porque sólo se necesitan unas pocas líneas para transportar una corriente más importante en circuitos de alta potencia. Este método ahorra tiempo y dinero al reducir el peso de  PCB. Por otro lado, los fabricantes de PCB multicapa deben prestar mucha atención al nivel de relleno de cobre entre las capas internas para evitar delaminaciones adicionales.

Método del cobre embebido: Con este método se crea PCB de cobre pesado con una superficie plana y de cobre pesado incorporada dentro de la resina preimpregnada. El espesor de la resina determina el espesor del cobre pesado que debe utilizarse.

Diferencia entre PCB de Cobre Pesado y PCB normal

El grosor de la deposición de cobre en la placa es la diferencia significativa entre  PCB normal y  PCB de cobre grueso.

La capa de cobre de PCB estándar pesa una onza o 35 micrómetros, pero la capa de cobre de PCB de cobre grueso pesa cuatro onzas o 140 micrómetros.

 PCB estándar no puede conducir grandes valores de corriente; sin embargo,  PCB de cobre extremo puede realizar niveles de corriente significativos.

Además, los PCB estándar no soportan tensiones mecánicas para mejorar la conductividad térmica.

Por otro lado, los PCB de cobre grueso son reconocidos por mejorar la conductividad térmica a la vez que preservan la tensión mecánica.

Capacidades de PCB de Cobre Pesado

Al emplear PCB de cobre pesado para diversas aplicaciones, es vital evaluar sus capacidades. Basado en sus especificaciones, este tipo de PCB es más caro de construir.

A continuación se mencionan las capacidades deben estar disponibles en PCB de cobre pesado:

Se requiere un tamaño máximo de placa de 457 mm x 610 mm y un tamaño mínimo de placa de 6 mm x 6 mm.

El grosor del cobre por pie cuadrado es superior a 3 onzas.

Se recomiendan máscaras de soldadura verdes, negras, azules, rojas, blancas, moradas o amarillas.

El color de la serigrafía es blanco, amarillo o negro.

Una placa con un grosor de 0,6mm a 6mm

El peso máximo de cobre para la capa exterior debe ser de 15 onzas.

Para el acabado superficial se debe utilizar oro de inmersión, HASL y OSP.

El grosor final oscila entre 0,020 y 0,275 pulgadas.

Aplicaciones de PCB de Cobre Pesado

El cobre pesado se utiliza ampliamente en placas de circuito impreso con alta energía (o alta corriente), como dispositivos electrónicos de potencia y sistemas de suministro de energía. Estos PCB son los más observados en las siguientes industrias:

Ventajas de PCB de cobre pesado:

1- Mayor resistencia a las altas temperaturas y a los esfuerzos térmicos

2- Mejora de la capacidad de transporte de corriente

3- Alta resistencia mecánica

4- El tamaño total del producto se reduce al incorporar componentes electrónicos de alta y baja potencia en la misma PCB.

5- Eficiente transferencia y disipación del calor.

6- Disipadores de calor chapados directamente en la superficie de la placa con hasta 120 onzas de cobre.

7- Transformadores planares de alta densidad de potencia impresos en la placa.

Aplicaciones de PCB de Cobre Pesado:

1- Aplicaciones Militares como electrónica de armas guiadas, Radares y similares

2- Aplicaciones de iluminación como luces LED de alto brillo, bombillas

3- Equipos industriales como fuentes de alimentación, energía solar, circuitos de controladores de motor, inversores, UPS, estabilizadores, cargadores de baterías, servomotores, etc.

Elegir el derecho de Cobre Pesado PCB Fabricantes

Guía de diseño de PCB de cobre pesado

Este artículo es para la guía de diseño sobre PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) y DFM (diseño para la fabricación) es el ancho de línea y el espacio de línea para PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado), mientras tanto el DFM (diseño para la fabricación) es muy importante para PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) porque la mayoría de las guías de diseño de PCB no cumplirá con PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado). Muchos de los proveedores de PCB pueden fabricar PCB con 4 mil ~ 5mil de ancho de línea y espacio de línea como min traza/espacio, pero no es satisfacer las peticiones de PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado), 3 ~ 4 mil de ancho de línea de circuito es siempre para 0,5 OZ o 1 OZ capa de cobre en PCB, pero no para PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) (3 OZ ~ 30 OZ PCB de cobre), sabes fabricante de PCB no puede hacer 3 mil de espacio de línea para 30 OZ PCB, por eso diseñador de PCB tiene que considerar el DFM.

Mientras tanto, puede visitar PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) y FAQ de PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) para obtener más información.

A) Espacio entre líneas y ancho de línea en PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado)

Al diseñar la placa, debe tener en cuenta la relación entre el espacio de línea mínimo (se refiere a Min LS más adelante) y el ancho de línea mínimo (se refiere a Min LW más adelante). Un valor mayor facilitará la fabricación de la placa. 

B) Diámetro mínimo del agujero pasante (PTH)

PTH debe ser >=0,3mm; anillo de cobre anular: 0,15mm

C) Espesor de la pared de cobre para PTH: Normal: 20um-25um, y Max 2-5OZ (50-100um).

D) Capas máximas: Para el cobre pesado, las capas máximas que podemos hacer es 20L.

El grosor de la placa debe ser >1,6mm para cobre de 30OZ.

Control de impedancia, alta Tg, no son viables para el cobre pesado.

Vía mínima: 0,3 mm.

E) Tamaño máximo de la placa: 550x350mm es el más económico. También es posible un tamaño mayor (550x500mm), pero el coste será mucho mayor.

Si desea obtener más información acerca de PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) o conocer las preguntas para PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado) con el fin de evitar errores en el diseño de PCB de cobre pesado (placa de circuito impreso de cobre pesado), puede visitar otras páginas en nuestro sitio web o póngase en contacto con nosotros para obtener ayuda directamente.