Dimensioni (consigliate):

Produttore di PCB in rame pesante

A PCB in rame pesante è progettato con conduttori in rame più spessi per trasportare correnti più elevate, migliorare la dissipazione del calore e aumentare l'affidabilità meccanica e termica. Mentre lo standard circuiti stampati comunemente si usa rame da 1 oz o 2 oz, i PCB in rame pesante normalmente usano rame da 3 a 12 once sugli strati esterni, sugli strati interni o su entrambi. I produttori di SQPCB Circuiti stampati in rame di grosso spessore per elettronica di potenza, apparecchiature industriali, elettronica automobilistica, sistemi energetici, alimentatori, sistemi di gestione delle batterie e altre applicazioni in cui lo spessore standard del rame potrebbe non garantire una capacità di trasporto di corrente o prestazioni termiche sufficienti. Il nostro team di ingegneri esamina lo spessore del rame, la larghezza delle tracce, la spaziatura, la struttura dei fori, la stratificazione, la selezione del laminato e la finitura superficiale prima della produzione. Questo aiuta i clienti a identificare i rischi di produzione prima che il PCB entri in produzione di massa.

Capacità di produzione di PCB in rame pesante

Articolo	Capacità di produzione
Spessore di rame	3 once a 12 once
Conteggio strati	Da 1 a 20 strati, previa revisione del progetto.
PCB Materiale	FR-4, FR-4 ad alta Tg e altri materiali
Spessore della scheda	In base ai requisiti di impilamento e applicazione
Finitura di superficie	HASL, HASL senza piombo, ENIG, OSP, oro duro e altri
Solder Mask	Verde, nero, blu, rosso, bianco e colori personalizzati
Collaudo	AOI, test elettrici, sonda volante o dispositivo di prova
Ispezione di qualità	Ispezione dello spessore del rame, analisi della microsezione e controllo dimensionale.
Certificazioni	Certificazioni ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, IATF 16949 e UL. Certificati di supporto e documentazione per l'autorizzazione alla produzione sono disponibili su richiesta.
Volume di produzione	Produzione di prototipi, piccole serie e grandi volumi

La capacità di realizzare PCB con rame spesso dipende dall'intero progetto. Lo spessore del rame non può essere valutato separatamente dalla larghezza minima delle tracce, dalla spaziatura minima, dalla dimensione dei fori, dall'anello anulare, dallo spessore del circuito stampato, dal numero di strati e dalle dimensioni finali del PCB. Vi preghiamo di inviarci i vostri file Gerber e i requisiti tecnici per una valutazione completa della fattibilità produttiva.

Che cos'è un PCB ad alto contenuto di rame?

Un PCB di rame pesante, chiamato anche PCB in rame spesso, utilizza conduttori in rame significativamente più spessi rispetto a un circuito stampato convenzionale. Il settore generalmente considera:

Peso del rame	Spessore approssimativo del rame	Classificazione generale
1 oz	35 micron	Rame standard
2 oz	70 micron	Aumento del rame
3 oz	105 micron	Rame pesante
4 oz	140 micron	Rame pesante
6 oz	210 micron	Rame pesante
8 oz	280 micron	Rame pesante
10 oz	350 micron	Rame pesante
12 oz	420 micron	Rame pesante

Si tratta di conversioni nominali. Lo spessore effettivo del rame finito deve essere confermato in base alle specifiche di fabbricazione, al rame di base, al processo di placcatura, alla tolleranza e allo standard di accettazione applicabile. Il termine "rame pesante" non ha esattamente la stessa definizione in ogni azienda. Tuttavia, 3 once e oltre è ampiamente riconosciuto come rame pesante nella produzione di PCB.

Perché utilizzare un PCB con un elevato spessore di rame?

I PCB con rame spesso vengono utilizzati quando un circuito deve gestire una corrente elettrica maggiore, un calore maggiore o uno stress meccanico più elevato rispetto a un PCB standard.

Maggiore capacità di trasporto di corrente

Uno spessore maggiore del rame offre una sezione trasversale del conduttore più ampia. Ciò consente al PCB di trasportare correnti più elevate con una resistenza inferiore e una caduta di tensione ridotta. Tuttavia, lo spessore del rame da solo non determina la capacità di corrente sicura. Occorre considerare anche la larghezza e la lunghezza delle tracce, la posizione del rame, il flusso d'aria, la temperatura ambiente, l'aumento di temperatura consentito e le fonti di calore vicine. Le dimensioni finali del conduttore devono essere calcolate in base alle effettive condizioni operative, piuttosto che stimate solo in base al peso del rame.

Migliore dissipazione del calore

Il rame spesso può distribuire il calore in modo più efficace sul PCB e ridurre i punti caldi localizzati. È particolarmente utile in corrispondenza di:

Transistori di potenza
MOSFET
IGBT
Connettori ad alta corrente
Relè
Raddrizzatori
Moduli di potenza
Morsetti della batteria
Circuiti LED ad alta potenza

Il rame pesante migliora la dissipazione del calore sul piano, ma non sostituisce automaticamente un dissipatore di calore, un materiale di interfaccia termica o un PCB con anima metallica. L'intero percorso termico deve comunque essere valutato.

Resistenza meccanica migliorata

Uno strato di rame più spesso garantisce conduttori, piazzole e aree placcate più resistenti. Ciò può migliorare la resistenza ai cicli termici e alle sollecitazioni meccaniche, soprattutto nelle applicazioni ad alta corrente e potenza.

Riduzione della necessità di sbarre collettrici esterne.

In alcuni progetti, i conduttori in rame di grosso spessore possono sostituire o ridurre il numero di fili esterni, strisce metalliche o barre collettrici separate. Ciò può semplificare l'assemblaggio e rendere il prodotto finale più compatto. Tuttavia, le applicazioni con correnti molto elevate potrebbero comunque richiedere rame incorporato, inserti in rame o barre collettrici esterne.

Maggiore affidabilità nelle applicazioni più esigenti

Un circuito stampato in rame pesante, se progettato correttamente, può offrire una maggiore affidabilità in applicazioni che prevedono:

Corrente di esercizio elevata
Cicli termici ripetuti
Conversione di potenza
Alta temperatura ambiente
Vibrazione meccanica
Ambienti operativi industriali

L'affidabilità dipende ancora dalla scelta del laminato, dal rame delle pareti dei fori, dall'equilibrio dello stack-up, dalla progettazione dei giunti di saldatura e dall'ambiente operativo.

Applicazioni comuni dei circuiti stampati in rame pesante

I circuiti stampati in rame di grosso spessore sono comunemente utilizzati nei seguenti settori e prodotti:

Apparecchiature di potenza industriale

Alimentatori industriali
Azionamenti a motore
Convertitori di frequenza
Controllori servo
Attrezzatura per saldatura
Sistemi di controllo industriale

Elettronica automobilistica

Sistemi di gestione della batteria
Unità di distribuzione dell'energia
Convertitori DC-DC
Sistemi di ricarica
Elettronica di potenza per veicoli elettrici
moduli di controllo ad alta corrente

Energia rinnovabile

Inverter solari
Sistemi di accumulo di energia
Regolatori di energia eolica
Pacchi batteria
Attrezzatura di ricarica
Sistemi di monitoraggio dell'alimentazione

Prodotti per l'alimentazione elettrica per uso domestico e commerciale

Caricabatterie ad alta potenza
Sistemi UPS
Amplificatori audio
Adattatori di alimentazione
Alimentatori LED
Prodotti di commutazione ad alta corrente

Apparecchiature per telecomunicazioni e dati

Quadri di distribuzione dell'energia
sistemi di alimentazione server
moduli di alimentazione per la comunicazione
Apparecchiature di alimentazione di riserva

Rame pesante Processo di produzione PCB

La produzione di PCB con rame di grosso spessore richiede un controllo di processo più rigoroso rispetto alla produzione di un PCB standard da 1 oncia.

1. Revisione ingegneristica e DFM

Prima della produzione, i nostri ingegneri verificano:

Requisiti per il rame di base e il rame finito
Larghezza e spaziatura minime delle tracce
Distribuzione del rame
Dimensioni del foro e anello anulare
Spessore della tavola e rapporto d'aspetto
Bilancio del rame tra strato interno e strato esterno
Struttura di laminazione
Requisiti della maschera di saldatura
Finitura superficiale
Requisiti elettrici e termici

I progetti che prevedono l'utilizzo di rame per carichi pesanti non dovrebbero essere immessi direttamente in produzione senza questa revisione.

2. Selezione del materiale e della stratificazione

La stratificazione deve tenere conto dello spessore del rame, del contenuto di resina preimpregnata, dello spessore del dielettrico e dello spessore complessivo del circuito stampato. Lo spesso strato interno di rame crea grandi differenze di altezza tra le aree di rame e gli spazi incisi. È necessaria una quantità sufficiente di resina per riempire queste aree durante la laminazione. Una combinazione di preimpregnati non idonea può causare:

carenza di resina
vuoti
Riempimento scadente
Spessore dielettrico non uniforme
delaminazione
Variazione eccessiva dello spessore finale del pannello

Una stratificazione bilanciata è particolarmente importante per i PCB multistrato ad alto contenuto di rame.

3. Imaging e incisione dello strato interno

Il rame di grosso spessore richiede un processo di incisione più lungo e intenso rispetto al rame standard. Con l'aumentare dello spessore del rame, anche l'incisione laterale diventa più significativa. Ciò rende sempre più difficile la produzione di tracce sottili e spaziature ristrette. Le dimensioni originali del file Gerber potrebbero richiedere delle modifiche ingegneristiche per ottenere le dimensioni finali del conduttore desiderate.

4. Laminazione

Strati spessi di rame richiedono un preimpregnato accuratamente selezionato e parametri di laminazione controllati. La distribuzione del rame dovrebbe essere il più equilibrata possibile. Ampie differenze nella copertura di rame possono influenzare il flusso della resina, lo spessore del pannello, la planarità e la stabilità dimensionale.

5. Foratura e preparazione del foro

Lo spessore del rame può aumentare la difficoltà di foratura, soprattutto quando i fori attraversano diversi strati spessi di rame. I parametri di foratura, la durata dell'utensile, la qualità delle pareti del foro e le condizioni di rimozione del materiale di scarto devono essere controllati per garantire una buona adesione del rame durante la placcatura.

6. Placcatura in rame

Per gli strati esterni, si può ricorrere alla galvanostegia per ottenere lo spessore di rame finale desiderato. Il processo di placcatura deve garantire un'adeguata distribuzione del rame su tutta la superficie del pannello e all'interno dei fori placcati. Una placcatura non uniforme può creare differenze tra elementi isolati e aree con una maggiore densità di rame.

7. Applicazione della maschera di saldatura

Il rame spesso crea una maggiore differenza di altezza tra la superficie del conduttore e il laminato di base. La maschera di saldatura deve coprire correttamente i bordi del conduttore e mantenere uno spessore sufficiente nelle aree critiche. Alcuni progetti potrebbero richiedere una stampa aggiuntiva della maschera di saldatura o un controllo di processo speciale.

8. Finitura superficiale e collaudo finale

Dopo la maschera di saldatura, viene applicata la finitura superficiale specificata. Le schede vengono quindi sottoposte a test elettrici e ispezione finale. A seconda dei requisiti del prodotto, l'ispezione può includere:

Aoi
Test con sonda volante
Test del banco di prova
Misurazione dello spessore del rame
Ispezione della microsezione della parete del foro
Ispezione della maschera di saldatura
Ispezione dimensionale
Ispezione della deformazione

Considerazioni sulla progettazione di PCB in rame pesante

Larghezza e spaziatura minima della traccia

All'aumentare dello spessore del rame, anche la larghezza e la spaziatura minime delle tracce realizzabili devono aumentare. Un pattern facile da produrre con rame da 1 oncia può diventare molto difficile con rame da 4, 6 o 10 once. La spaziatura ridotta combinata con rame spesso può causare:

Incisione incompleta
Residui di rame
Larghezza del conduttore ridotta
Geometria del conduttore scadente
rischio di cortocircuito
Resa produttiva inferiore

Si prega di non dare per scontato che le regole standard di progettazione dei PCB possano essere utilizzate per una scheda con un elevato spessore di rame.

Rame grezzo vs. rame finito

Questo è uno dei punti più importanti da confermare durante la fase di preventivo. Ad esempio, "4 once di rame" può significare:

rame base da 4 once
4 once di rame finito
Circa 4 once dopo la placcatura in rame
Uno spessore minimo locale del rame

Questi requisiti possono comportare processi e costi di produzione differenti. Il disegno di fabbricazione deve indicare chiaramente se il valore specificato si riferisce a rame di base or rame finito.

Distribuzione del rame

Ampie zone di rame massiccio su un lato e una bassa copertura di rame sul lato opposto possono creare una struttura sbilanciata. Una distribuzione bilanciata del rame aiuta a controllare:

Flusso di resina
Pressione di laminazione
planarità della tavola
Stabilità dimensionale
Uniformità della placcatura in rame
Stress termico

Nelle zone con bassa concentrazione di rame, potrebbero essere consigliati dispositivi per il recupero o il bilanciamento del rame.

Dimensione del foro e anello anulare

Il rame spesso richiede più spazio attorno ai fori placcati. Se l'anello anulare è troppo piccolo, le tolleranze di incisione e foratura possono ridurre lo spessore del rame rimanente attorno al foro. Pertanto, il diametro del foro, lo spessore del rame, il rapporto d'aspetto e l'anello anulare devono essere valutati congiuntamente.

Espansione Termica

Il rame e l'FR-4 si dilatano in modo diverso durante il riscaldamento e il raffreddamento. Le strutture in rame di grandi dimensioni possono generare stress aggiuntivi durante la laminazione, la saldatura e i cicli termici prolungati. Un materiale con elevata temperatura di transizione vetrosa (Tg) adeguata, una stratificazione bilanciata e una struttura dei fori controllata possono contribuire a ridurre i rischi per l'affidabilità.

saldabilità

Il rame, essendo spesso, assorbe e distribuisce più calore durante l'assemblaggio. Ciò potrebbe richiedere modifiche al profilo di saldatura, alle condizioni di preriscaldamento e alla progettazione del sistema di dissipazione termica. Ampie aree di rame collegate direttamente ai pad possono rendere la saldatura più difficile, poiché il calore viene rapidamente dissipato dalla giunzione. Laddove necessario, è opportuno valutare la progettazione del sistema di dissipazione termica.

PCB in rame pesante vs. PCB standard

Caratteristica	PCB standard	PCB in rame pesante
Rame tipico	1-2 once	3-12 once
Capacità di corrente	Segnale e potenza standard	Applicazioni ad alta corrente
Diffusione del calore	Limitato	Migliora
Traccia e spazio minimi	Funzionalità più avanzate possibili	Funzionalità più grandi normalmente richieste
Difficoltà di incisione	Standard	Più elevato
Controllo della laminazione	Standard	Più esigente
Copertura della maschera di saldatura	Standard	Più difficile sui bordi del conduttore
Costi di produzione	Abbassare	Più elevato
Applicazioni tipiche	Elettronica generale	Apparecchiature elettriche, automobilistiche e industriali

PCB con rame pesante vs. PCB con nucleo metallico

I PCB con conduttori in rame spesso e i PCB con anima metallica non sono lo stesso prodotto. Un PCB FR-4 con conduttori in rame spesso migliora la capacità di corrente e dissipa il calore attraverso conduttori in rame più spessi. Un PCB con anima metallica utilizza una base in alluminio o rame per dissipare il calore dai componenti che lo generano. Scegli un PCB con conduttori in rame spesso quando:

La maggiore capacità di corrente è il requisito principale
È necessario un routing multistrato
È necessario l'isolamento elettrico tra più circuiti.
Sono necessari conduttori in rame robusti

Scegli un PCB con anima metallica quando:

Il trasferimento di calore dal componente alla base metallica è il requisito principale
Il circuito è relativamente semplice
È necessaria un'elevata conduttività termica attraverso lo spessore della scheda

Alcuni progetti avanzati potrebbero richiedere una combinazione di rame pesante, inserti in rame, vie termiche o tecnologia a base metallica.

Fattori che influenzano il costo dei PCB ad alto contenuto di rame

Il costo dei PCB in rame pesante è influenzato da più fattori oltre al peso del rame. I principali fattori di costo includono:

Spessore del rame dello strato interno e dello strato esterno
Rame grezzo contro rame placcato
Conteggio strati
Dimensioni PCB
Larghezza e spaziatura minime delle tracce
Numero di fori e dimensione minima dei fori
Anello anulare
Spessore della tavola
Tipo laminato
Distribuzione del rame
Finitura superficiale
Requisiti di prova
Quantità dell'ordine
Rischio di rendimento

Un PCB da 4 once con conduttori larghi e spaziatura generosa può essere più facile ed economico da produrre rispetto a un PCB da 3 once con tracce molto sottili e spaziatura ridotta. Per un preventivo accurato, è necessario esaminare i file Gerber insieme al disegno di fabbricazione e ai requisiti di stratificazione.

Perché scegliere SQPCB per i PCB con elevato contenuto di rame?

Comunicazione diretta in ambito ingegneristico

I clienti possono comunicare direttamente con i nostri team di vendita e ingegneria in merito a spessore del rame, stratificazione, spaziatura delle tracce, struttura dei fori e limitazioni di produzione. Ciò accorcia la catena di comunicazione e contribuisce a evitare costosi malintesi.

Produzione controllata di PCB

Controlliamo importanti processi di produzione, tra cui la creazione di immagini, la foratura, la laminazione, la placcatura, la mascheratura per la saldatura, la finitura superficiale e i test elettrici. Il controllo del processo è particolarmente importante per i PCB ad alto contenuto di rame, poiché anche piccole differenze di progettazione possono influire significativamente sulla difficoltà di produzione e sulla resa.

Prototipazione e produzione in serie

Supportiamo la realizzazione di prototipi, piccoli lotti e ordini di grandi volumi. La produzione di prototipi consente ai clienti di validare le prestazioni elettriche, le condizioni di assemblaggio e il comportamento termico prima della produzione di massa.

Supporto DFM prima della produzione

Se identifichiamo una caratteristica ad alto rischio, forniremo raccomandazioni pratiche per la produzione prima di evadere l'ordine. La nostra revisione DFM può includere:

Aumento della spaziatura delle tracce
Regolazione degli anelli anulari
Bilanciamento della distribuzione del rame
Ottimizzazione della selezione dei preimpregnati
Conferma dello spessore finale del rame
Miglioramento della copertura della maschera di saldatura
Regolazione delle strutture dei fori

Diverse opzioni di finitura superficiale

Le finiture superficiali disponibili includono HASL, HASL senza piombo, OSP, ENIG e oro duro. Per componenti a passo fine, pad BGA o una superficie di assemblaggio piana, un PCB ENIG potrebbe essere considerato.

Sistemi di qualità e certificazioni

I nostri sistemi di qualità e le nostre attività produttive sono supportati dalle certificazioni ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, IATF 16949 e UL.

Informazioni necessarie per un preventivo per un PCB in rame pesante

Per fornire un preventivo accurato e una revisione tecnica, si prega di inviare:

File Gerber
File di perforazione NC
Disegno di fabbricazione
Conteggio strati
Spessore del pannello finito
Spessore del rame per ogni strato
Requisiti per rame di base o rame finito
Materiale del PCB e requisiti di Tg
Finitura superficiale
Dimensione minima del foro
Larghezza e spaziatura minime delle tracce
Requisiti di impedenza controllata
Classe IPC applicabile o specifica del cliente
Quantità dell'ordine
Requisiti di prototipo e di volume
Requisiti speciali per prove o ispezioni

Se la configurazione non è ancora stata definita, i nostri ingegneri possono consigliare una struttura realizzabile in base alle vostre esigenze elettriche e meccaniche.

Domande frequenti

2 once di rame sono considerate rame pesante?

Nella maggior parte delle discussioni sulla produzione di PCB, 2 once sono considerate uno spessore di rame maggiore o più spesso, mentre 3 once e oltre sono generalmente classificate come rame pesante. Tuttavia, la terminologia varia tra i produttori. Il disegno di fabbricazione dovrebbe sempre specificare lo spessore di rame richiesto, anziché basarsi solo sul termine "rame pesante".

Qual è lo spessore massimo di rame pesante che SQPCB può produrre?

SQPCB è in grado di produrre PCB con spessori di rame fino a 12 once, a seconda del numero di strati, della larghezza delle tracce, della spaziatura, della struttura dei fori, delle dimensioni del PCB e della verifica dello stack-up.

Qual è la differenza tra rame grezzo e rame rifinito?

Lo spessore del rame di base è lo spessore iniziale del laminato o della lamina di rame. Lo spessore finale del rame è lo spessore finale dopo la stampa, l'incisione e la galvanizzazione. Sugli strati esterni, lo spessore finale del rame può essere superiore a quello del rame di base originale, poiché durante la galvanizzazione viene depositato ulteriore rame.

Un circuito stampato in rame spesso può avere piste sottili?

La realizzazione di tracce sottili diventa più difficile all'aumentare dello spessore del rame, poiché una maggiore durata dell'incisione produce un sottosquadro laterale più pronunciato. La larghezza e la spaziatura minime delle tracce devono essere valutate in base allo spessore del rame e alla geometria del conduttore.

Quanta corrente può sopportare una traccia di rame di grosso spessore?

Non esiste un singolo valore di corrente per ogni spessore di rame. La capacità di corrente dipende dallo spessore del rame, dalla larghezza della traccia, dalla lunghezza della traccia, dalla posizione dello strato (interno o esterno), dalla temperatura ambiente, dal flusso d'aria e dall'aumento di temperatura consentito. Il conduttore deve essere calcolato in base all'effettivo ambiente operativo.

L'elevata quantità di rame migliora la dissipazione del calore nei circuiti stampati?

Sì. Il rame spesso può ridurre la resistenza del conduttore e distribuire il calore in modo più efficace sul PCB. Tuttavia, non risolve automaticamente tutti i problemi termici. Potrebbero comunque essere necessari fori passanti termici, piani di rame, posizionamento dei componenti, flusso d'aria, dissipatori di calore e progettazione dell'involucro.

Quale finitura superficiale è adatta per un PCB in rame pesante?

La finitura superficiale deve essere selezionata in base al tipo di componente, alla planarità del pad, alla durata di conservazione, al processo di saldatura, ai requisiti di contatto e all'obiettivo di costo. La finitura HASL è adatta a molti prodotti di potenza standard. La finitura ENIG viene spesso scelta per assemblaggi a passo fine, pad BGA e applicazioni che richiedono una superficie più piana.

L'elevato contenuto di rame aumenta i tempi di produzione dei PCB?

I PCB con rame spesso richiedono in genere una revisione ingegneristica più approfondita e un controllo di processo più accurato rispetto ai PCB standard. I tempi di consegna dipendono dallo spessore del rame, dal numero di strati, dalla complessità del progetto, dalla disponibilità dei materiali, dai requisiti di collaudo e dalla quantità dell'ordine.

Richiedi un preventivo per PCB in rame pesante

Se il vostro progetto richiede un'elevata capacità di corrente, una migliore dissipazione del calore o conduttori in rame più resistenti, SQPCB può fornire la produzione di PCB con rame di grosso spessore e supporto ingegneristico. Inviate i vostri file Gerber, i requisiti relativi al rame, la stratificazione e la quantità dell'ordine al nostro team. Esamineremo il progetto, identificheremo i potenziali rischi di produzione e vi forniremo un preventivo competitivo per la prototipazione o la produzione in serie. Carica i file Gerber per un preventivo per un PCB in rame pesante

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