Fabricante de PCB de cobre pesado

A PCB de cobre pesado É projetado com condutores de cobre mais espessos para suportar correntes mais altas, melhorar a dissipação de calor e aumentar a confiabilidade mecânica e térmica. Enquanto o padrão placas de circuito impresso Geralmente se usa cobre de 1 oz ou 2 oz, enquanto as placas de circuito impresso com cobre espesso normalmente usam 3 onças a 12 onças de cobre nas camadas externas, nas camadas internas ou em ambas. A SQPCB fabrica Placas de circuito impresso com cobre espesso para eletrônica de potência, equipamentos industriais, eletrônica automotiva, sistemas de energia, fontes de alimentação, sistemas de gerenciamento de baterias e outras aplicações onde a espessura padrão do cobre pode não fornecer capacidade de condução de corrente ou desempenho térmico suficientes. Nossa equipe de engenharia revisa a espessura do cobre, a largura das trilhas, o espaçamento, a estrutura dos furos, a empilhamento, a seleção do laminado e o acabamento da superfície antes da produção. Isso ajuda os clientes a identificar riscos de fabricação antes que a placa de circuito impresso entre em produção em massa.

Capacidades de fabricação de PCB de cobre pesado

item	Capacidade de Fabricação
Espessura de cobre	3 onças a 12 onças
Contagem de Camadas	De 1 a 20 camadas, sujeito à revisão do projeto.
PCB de materiais	FR-4, FR-4 de alta Tg e outros materiais
Espessura da placa	De acordo com os requisitos de empilhamento e aplicação.
Revestimento de superfície	HASL, HASL sem chumbo, ENIG, OSP, ouro duro e outros
máscara de solda	Verde, preto, azul, vermelho, branco e cores personalizadas.
Testes	AOI, teste elétrico, sonda móvel ou dispositivo de teste
Inspeção de qualidade	Inspeção da espessura do cobre, análise de microseção e inspeção dimensional.
Certificações	Certificações ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, IATF 16949 e UL. Certificados complementares e documentação de autorização de fabricação estão disponíveis mediante solicitação.
Volume de produção	Produção de protótipos, em pequenos lotes e em grande escala.

A capacidade de fabricação de PCBs com alta espessura de cobre depende do projeto completo. A espessura do cobre não pode ser avaliada separadamente da largura mínima da trilha, espaçamento mínimo, tamanho do furo, anel de vedação, espessura da placa, número de camadas e dimensões finais da PCB. Envie-nos seus arquivos Gerber e requisitos técnicos para uma análise completa de viabilidade de fabricação.

O que é uma placa de circuito impresso com alta espessura de cobre?

Uma placa de circuito impresso (PCB) de cobre espesso, também chamada de PCB de cobre espesso, utiliza condutores de cobre significativamente mais espessos do que uma placa de circuito impresso convencional. A indústria geralmente considera:

Peso de cobre	Espessura aproximada do cobre	Classificação geral
1 oz	35 μm	Cobre padrão
2 oz	70 μm	Aumento do cobre
3 oz	105 μm	Cobre pesado
4 oz	140 μm	Cobre pesado
6 oz	210 μm	Cobre pesado
8 oz	280 μm	Cobre pesado
10 oz	350 μm	Cobre pesado
12 oz	420 μm	Cobre pesado

Essas são conversões nominais. A espessura real do cobre finalizado deve ser confirmada de acordo com a especificação de fabricação, o cobre base, o processo de revestimento, a tolerância e o padrão de aceitação aplicável. O termo "cobre espesso" não tem exatamente a mesma definição em todas as empresas. No entanto, 3 onças ou mais É amplamente reconhecido como cobre pesado na fabricação de PCBs.

Por que usar uma placa de circuito impresso com cobre espesso?

Placas de circuito impresso (PCBs) com cobre espesso são utilizadas quando um circuito precisa suportar mais corrente elétrica, mais calor ou maior tensão mecânica do que uma PCB padrão.

Maior capacidade de condução de corrente

Uma camada de cobre mais espessa proporciona uma área de seção transversal maior para o condutor. Isso permite que a placa de circuito impresso (PCI) suporte correntes mais altas com menor resistência e menor queda de tensão. No entanto, a espessura do cobre por si só não determina a capacidade de corrente segura. A largura e o comprimento das trilhas, a localização do cobre, o fluxo de ar, a temperatura ambiente, o aumento de temperatura admissível e as fontes de calor próximas também devem ser considerados. As dimensões finais do condutor devem ser calculadas de acordo com as condições reais de operação, e não estimadas apenas pela espessura do cobre.

Melhor Dissipação de Calor

O cobre espesso distribui o calor de forma mais eficaz pela placa de circuito impresso (PCI) e reduz pontos quentes localizados. É especialmente útil em torno de:

• Transistores de força
• MOSFETs
• IGBTs
• Conectores de alta corrente
• relés
• Retificadores
• Módulos de potência
• Terminais de bateria
• Circuitos de LED de alta potência

A espessura da camada de cobre melhora a dissipação de calor no plano, mas não substitui automaticamente um dissipador de calor, material de interface térmica ou placa de circuito impresso com núcleo metálico. Todo o percurso térmico ainda precisa ser avaliado.

Resistência Mecânica Aprimorada

Fios de cobre mais espessos proporcionam condutores, pads e áreas metalizadas mais resistentes. Isso pode melhorar a resistência a ciclos térmicos e tensões mecânicas, especialmente em aplicações de alta corrente e potência.

Redução da necessidade de barramentos externos

Em alguns projetos, condutores de cobre de alta espessura podem substituir ou reduzir o número de fios externos, tiras metálicas ou barramentos separados. Isso pode simplificar a montagem e tornar o produto final mais compacto. No entanto, aplicações de corrente muito alta ainda podem exigir cobre embutido, incrustações de cobre ou barramentos externos.

Maior confiabilidade em aplicações exigentes

Uma placa de circuito impresso (PCI) com cobre espesso, projetada adequadamente, pode proporcionar maior confiabilidade em aplicações que envolvem:

• Alta corrente de operação
• Ciclagem térmica repetida
• Conversão de energia
• Alta temperatura ambiente
• Vibração mecânica
• ambientes operacionais industriais

A confiabilidade ainda depende da seleção do laminado, do cobre na parede do furo, do equilíbrio da estrutura empilhada, do projeto da junta de solda e do ambiente operacional.

Aplicações comuns de PCBs com cobre espesso

Placas de circuito impresso de cobre espesso são comumente usadas nas seguintes indústrias e produtos:

Equipamento de potência industrial

• Fontes de alimentação industriais
• Acionamentos de motores
• Conversores de frequência
• Controladores de servo
• Equipamento de solda
• Sistemas de controle industrial

Eletrônica automotiva

• Sistemas de gerenciamento de bateria
• Unidades de distribuição de energia
• Conversores DC-DC
• Sistemas de carregamento
• Eletrônica de potência para veículos elétricos
• Módulos de controle de alta corrente

Energia Renovável

• Inversores solares
• Sistemas de armazenamento de energia
• Controladores de energia eólica
• Baterias
• Equipamento de carregamento
• Sistemas de monitoramento de energia

Produtos de energia para consumidores e empresas

• Carregadores de alta potência
• Sistemas UPS
• Amplificadores de áudio
• Adaptadores de energia
• Fontes de alimentação LED
• Produtos de comutação de alta corrente

Equipamentos de telecomunicações e dados

• Quadros de distribuição de energia
• Sistemas de energia para servidores
• Módulos de energia de comunicação
• Equipamento de energia de reserva

Cobre Pesado Processo de fabricação de PCB

A fabricação de PCBs com grande quantidade de cobre requer um controle de processo maior do que a produção de um PCB padrão de 1 oz.

1. Revisão de Engenharia e DFM

Antes da produção, nossos engenheiros revisam:

• Requisitos de cobre base e cobre acabado
• Largura e espaçamento mínimos do traço
• Distribuição de cobre
• Dimensões do furo e anel anular
• Espessura e proporção da placa
• Equilíbrio de cobre entre as camadas interna e externa
• Estrutura de laminação
• Requisitos da máscara de solda
• O acabamento da superfície
• Requisitos elétricos e térmicos

Projetos com grande volume de cobre não devem ser liberados diretamente para produção sem esta revisão.

2. Seleção de Materiais e Empilhamento

A composição da placa deve levar em consideração a espessura do cobre, o teor de resina do pré-impregnado, a espessura do dielétrico e a espessura total da placa. Uma camada interna espessa de cobre cria grandes diferenças de altura entre as áreas de cobre e os espaços gravados. É necessária resina suficiente para preencher essas áreas durante a laminação. Uma combinação inadequada de pré-impregnados pode causar:

• Falta de resina
• Vazios
• Enchimento ruim
• Espessura dielétrica irregular
• Delaminação
• Variação excessiva na espessura final da tábua

Uma configuração equilibrada das camadas é particularmente importante para PCBs multicamadas com grande quantidade de cobre.

3. Imagem e gravação da camada interna

O cobre espesso requer uma corrosão mais longa e intensa do que o cobre padrão. À medida que a espessura do cobre aumenta, a corrosão lateral também se torna mais significativa. Isso dificulta cada vez mais a fabricação de trilhas finas e espaçamento estreito. As dimensões originais do arquivo Gerber podem exigir ajustes de engenharia para atingir as dimensões finais desejadas do condutor.

4. Laminação

Camadas espessas de cobre exigem pré-impregnados cuidadosamente selecionados e parâmetros de laminação controlados. A distribuição do cobre deve ser a mais uniforme possível. Grandes diferenças na cobertura de cobre podem afetar o fluxo da resina, a espessura da placa, a planicidade e a estabilidade dimensional.

5. Perfuração e preparação do furo

A espessura do cobre pode aumentar a dificuldade de perfuração, especialmente quando os furos atravessam várias camadas espessas de cobre. Os parâmetros de perfuração, a vida útil da ferramenta, a qualidade da parede do furo e as condições de remoção de resíduos devem ser controlados para garantir uma boa adesão do cobre durante o revestimento.

6. Chapeamento de cobre

Para as camadas externas, a galvanoplastia pode ser usada para atingir a espessura de cobre final necessária. O processo de galvanoplastia deve manter uma distribuição adequada de cobre em todo o painel e dentro dos orifícios metalizados. Uma galvanoplastia irregular pode criar diferenças entre elementos isolados e áreas com alta densidade de cobre.

7. Aplicação de máscara de solda

A espessura do cobre aumenta a diferença de altura entre a superfície do condutor e a camada base laminada. A máscara de solda deve cobrir adequadamente as bordas do condutor e manter espessura suficiente nas áreas críticas. Alguns projetos podem exigir impressão adicional de máscara de solda ou controle de processo específico.

8. Acabamento da Superfície e Testes Finais

Após a aplicação da máscara de solda, é aplicado o acabamento superficial especificado. As placas são então submetidas a testes elétricos e inspeção final. Dependendo dos requisitos do produto, a inspeção pode incluir:

• AOI
• Teste de sonda voadora
• teste de dispositivo de teste
• Medição da espessura do cobre
• Inspeção de microseção de parede de orifício
• Inspeção de máscara de solda
• Inspeção dimensional
• Inspeção de empenamento

Considerações sobre o projeto de PCB de cobre pesado

Largura e espaçamento mínimo do traço

À medida que a espessura do cobre aumenta, a largura e o espaçamento mínimos dos traços que podem ser fabricados também devem aumentar. Um padrão que é fácil de produzir com 1 oz de cobre pode se tornar muito difícil com 4 oz, 6 oz ou 10 oz de cobre. Espaçamento estreito combinado com cobre espesso pode causar:

• Gravura incompleta
• Resíduos de cobre
• Largura do condutor reduzida
• Geometria de condutor inadequado
• Risco de curto-circuito
• Menor rendimento de produção

Por favor, não assuma que as regras padrão de projeto de PCB podem ser usadas para uma placa com grande quantidade de cobre.

Cobre base vs. Cobre acabado

Este é um dos pontos mais importantes a confirmar durante a cotação. Por exemplo, “4 onças de cobre” pode significar:

• base de cobre de 4 onças
• 4 onças de cobre acabado
• Aproximadamente 4 gramas após o revestimento de cobre.
• Uma espessura mínima de cobre local

Esses requisitos podem resultar em diferentes processos de fabricação e custos. O desenho de fabricação deve indicar claramente se o valor especificado se refere a base cobre or cobre acabado.

Distribuição de cobre

Grandes áreas de cobre sólido em um lado e baixa cobertura de cobre no lado oposto podem criar uma estrutura desequilibrada. A distribuição equilibrada de cobre ajuda a controlar:

• Fluxo de resina
• Pressão de laminação
• Planicidade da tábua
• estabilidade dimensional
• Uniformidade do revestimento de cobre
• Estresse térmico

Em áreas com baixo teor de cobre, podem ser recomendadas soluções para reduzir ou equilibrar a concentração desse metal.

Tamanho do furo e anel anular

O cobre espesso requer mais espaço ao redor dos furos metalizados. Se o anel de vedação for muito pequeno, as tolerâncias de corrosão e perfuração podem reduzir a quantidade de cobre restante ao redor do furo. Portanto, o diâmetro do furo, a espessura do cobre, a relação de aspecto e o anel de vedação devem ser analisados ​​em conjunto.

Expansão térmica

O cobre e o FR-4 expandem-se de forma diferente durante o aquecimento e o resfriamento. Estruturas de cobre espessas podem criar tensões adicionais durante a laminação, a soldagem e ciclos térmicos prolongados. Um material com alta Tg adequada, uma estrutura de empilhamento equilibrada e uma configuração de furos controlada podem ajudar a reduzir os riscos de confiabilidade.

Solderability

O cobre espesso absorve e distribui mais calor durante a montagem. Isso pode exigir ajustes no perfil de soldagem, nas condições de pré-aquecimento e no projeto de alívio térmico. Grandes áreas de cobre conectadas diretamente às ilhas de solda podem dificultar a soldagem, pois o calor é rapidamente dissipado da junta. O projeto de alívio térmico deve ser considerado quando apropriado.

PCB de cobre pesado vs. PCB padrão

Característica	PCB padrão	PCB de cobre pesado
Cobre típico	1–2 onças	3–12 onças
Capacidade de corrente	Sinal e potência padrão	Aplicações de alta corrente
Propagação de Calor	Limitada	Melhorado
Rastreamento e Espaço Mínimo	Características mais refinadas possíveis	Normalmente, são necessárias características maiores.
Dificuldade de gravura	Padrão	Mais elevado
Controle de Laminação	Padrão	Mais exigente
Cobertura da máscara de solda	Padrão	Mais difícil nas bordas do condutor
Custo de fabricação	Abaixe	Mais elevado
Aplicações típicas	Eletrônica geral	Equipamentos de energia, automotivos e industriais

PCB com núcleo de cobre espesso vs. PCB com núcleo metálico

Placas de circuito impresso (PCBs) com revestimento de cobre espesso e PCBs com núcleo metálico não são o mesmo produto. Uma PCB FR-4 com revestimento de cobre espesso melhora a capacidade de corrente e dissipa o calor através de condutores de cobre mais espessos. Uma PCB com núcleo metálico utiliza uma base de alumínio ou cobre para dissipar o calor dos componentes que geram calor. Escolha uma PCB com revestimento de cobre espesso quando:

• Maior capacidade de corrente é o principal requisito.
• É necessário roteamento multicamadas.
• É necessário isolamento elétrico entre múltiplos circuitos.
• São necessários condutores de cobre resistentes.

Escolha uma placa de circuito impresso com núcleo metálico quando:

• A transferência de calor do componente para a base metálica é o principal requisito.
• O circuito é relativamente simples.
• É necessária alta condutividade térmica em toda a espessura da placa.

Alguns projetos avançados podem exigir uma combinação de cobre espesso, incrustações de cobre, vias térmicas ou tecnologia de base metálica.

Fatores que afetam o custo de PCBs com alta concentração de cobre

O custo de uma placa de circuito impresso (PCB) com alta concentração de cobre é afetado por mais fatores além do peso do cobre. Os principais fatores de custo incluem:

• Espessura do cobre nas camadas interna e externa
• Cobre base versus cobre revestido
• Contagem de camadas
• Dimensões do PCB
• Largura e espaçamento mínimos do traço
• Quantidade de furos e tamanho mínimo do furo
• Anel anular
• Espessura da placa
• Tipo laminado
• Distribuição de cobre
• O acabamento da superfície
• Requisitos de teste
• Quantidade da ordem
• Risco de rendimento

Uma placa de circuito impresso (PCB) de 4 oz com condutores largos e espaçamento generoso pode ser mais fácil e barata de fabricar do que uma PCB de 3 oz com trilhas muito finas e espaçamento estreito. Para um orçamento preciso, os arquivos Gerber devem ser analisados ​​juntamente com o desenho de fabricação e os requisitos de empilhamento.

Por que escolher a SQPCB para PCBs com grande quantidade de cobre?

Comunicação direta de engenharia

Os clientes podem se comunicar diretamente com nossas equipes de vendas e engenharia sobre espessura do cobre, empilhamento, espaçamento das trilhas, estrutura dos furos e limitações de fabricação. Isso encurta o fluxo de comunicação e ajuda a evitar mal-entendidos dispendiosos.

Fabricação controlada de PCBs

Controlamos importantes processos de fabricação, incluindo gravação de imagens, perfuração, laminação, revestimento, máscara de solda, acabamento superficial e testes elétricos. O controle de processos é especialmente importante para PCBs com grande quantidade de cobre, pois pequenas diferenças de projeto podem afetar significativamente a dificuldade de produção e o rendimento.

Produção de protótipos e em volume

Oferecemos suporte a protótipos, pequenos lotes e pedidos em grande volume. A produção de protótipos permite que os clientes validem o desempenho elétrico, as condições de montagem e o comportamento térmico antes da produção em massa.

Suporte DFM antes da produção

Caso identifiquemos uma característica de alto risco, forneceremos recomendações práticas de fabricação antes de liberar o pedido. Nossa análise de DFM (Design for Manufacturing) pode abranger:

• Aumentando o espaçamento dos traços
• Ajuste de anéis anulares
• Equilibrar a distribuição de cobre
• Otimizando a seleção de pré-impregnados
• Confirmação da espessura final do cobre
• Melhorar a cobertura da máscara de solda
• Ajustando estruturas de furos

Múltiplas opções de acabamento de superfície

Os acabamentos de superfície disponíveis incluem HASL, HASL sem chumbo, OSP, ENIG e ouro duro. Para componentes de passo fino, pads BGA ou uma superfície de montagem plana, um EIG PCB Talvez seja considerado.

Sistemas de Qualidade e Certificações

Nossos sistemas de qualidade e operações de fabricação são respaldados pelas certificações ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, IATF 16949 e UL.

Informações necessárias para um orçamento de placa de circuito impresso com cobre espesso

Para fornecer um orçamento preciso e uma análise técnica, envie:

1. Arquivos Gerber
2. Arquivos de perfuração NC
3. Desenho de fabricação
4. Contagem de camadas
5. Espessura da placa acabada
6. Espessura do cobre em cada camada
7. Requisito de cobre base ou cobre acabado
8. Requisitos de material e Tg da placa de circuito impresso
9. O acabamento da superfície
10. Tamanho mínimo do furo
11. Largura e espaçamento mínimos do traço
12. Requisitos de impedância controlada
13. Classe IPC aplicável ou especificação do cliente
14. Quantidade da ordem
15. Requisitos de protótipo e volume
16. Requisitos especiais de teste ou inspeção

Caso a configuração dos componentes ainda não tenha sido finalizada, nossos engenheiros podem recomendar uma estrutura viável para fabricação, com base em suas necessidades elétricas e mecânicas.

Perguntas frequentes

2 onças de cobre são consideradas cobre pesado?

Na maioria das discussões sobre fabricação de PCBs, 2 oz é considerado cobre espesso ou de alta espessura, enquanto 3 oz ou mais é geralmente classificado como cobre grosso. No entanto, a terminologia varia entre os fabricantes. O desenho de fabricação deve sempre especificar a espessura de cobre necessária, em vez de se basear apenas no termo "cobre grosso".

Qual é a espessura máxima de cobre espesso que a SQPCB pode fabricar?

A SQPCB pode fabricar PCBs com alta espessura de cobre, de até 12 oz, sujeitas à análise da quantidade de camadas, largura das trilhas, espaçamento, estrutura dos furos, dimensões da PCB e empilhamento dos eletrodos.

Qual a diferença entre cobre base e cobre acabado?

A espessura de cobre base é a espessura de cobre da lâmina ou folha de cobre inicial. A espessura de cobre final é a espessura final do cobre após a gravação, corrosão e galvanoplastia. Nas camadas externas, a espessura final de cobre pode ser maior que a espessura de cobre base original, pois cobre adicional é depositado durante a galvanoplastia.

Uma placa de circuito impresso (PCB) com grande quantidade de cobre pode ter trilhas finas?

A obtenção de traços finos torna-se mais difícil com o aumento da espessura do cobre, pois uma corrosão mais longa produz maior reentrância lateral. A largura e o espaçamento mínimos dos traços devem ser avaliados de acordo com a espessura do cobre e a geometria do condutor.

Qual a corrente elétrica que um circuito de cobre de alta espessura pode suportar?

Não existe um valor único de corrente para cada gramatura de cobre. A capacidade de corrente depende da espessura do cobre, da largura da trilha, do comprimento da trilha, da localização da camada (interna ou externa), da temperatura ambiente, do fluxo de ar e da elevação de temperatura permitida. O condutor deve ser dimensionado de acordo com o ambiente operacional real.

O uso de cobre espesso melhora a dissipação de calor em placas de circuito impresso?

Sim. Uma camada espessa de cobre pode reduzir a resistência do condutor e dissipar o calor de forma mais eficaz pela placa de circuito impresso. No entanto, isso não resolve automaticamente todos os problemas térmicos. Vias térmicas, planos de cobre, posicionamento de componentes, fluxo de ar, dissipadores de calor e projeto da caixa ainda podem ser necessários.

Qual o acabamento de superfície mais adequado para uma placa de circuito impresso com grande quantidade de cobre?

O acabamento superficial deve ser selecionado de acordo com o tipo de componente, planicidade da área de contato, vida útil, processo de soldagem, requisitos de contato e meta de custo. O HASL pode ser adequado para muitos produtos de potência padrão. O ENIG é frequentemente escolhido para montagens de passo fino, áreas de contato BGA e aplicações que exigem uma superfície mais plana.

O uso excessivo de cobre aumenta o prazo de entrega das placas de circuito impresso?

As placas de circuito impresso (PCBs) com grande espessura de cobre normalmente exigem mais revisão de engenharia e controle de processo adicional do que as PCBs padrão. O prazo de entrega depende da espessura do cobre, da quantidade de camadas, da complexidade do projeto, da disponibilidade de materiais, dos requisitos de teste e da quantidade do pedido.

Solicite um orçamento para placa de circuito impresso (PCB) com revestimento de cobre espesso.

Se o seu projeto exigir alta capacidade de corrente, melhor dissipação de calor ou condutores de cobre mais resistentes, a SQPCB pode fornecer fabricação de PCBs com alta espessura de cobre e suporte de engenharia. Envie seus arquivos Gerber, requisitos de cobre, configuração de camadas e quantidade desejada para nossa equipe. Analisaremos o projeto, identificaremos possíveis riscos de fabricação e forneceremos um orçamento competitivo para protótipos ou produção em larga escala. Faça o upload dos arquivos Gerber para obter um orçamento de PCB de cobre espesso.