Scoprite come il peso del rame modifica la diffusione del calore degli MCPCB, la perdita I²R e i limiti DFM. Scoprite quando il rame più spesso è utile e quando il dielettrico regola le temperature.
Se si utilizza un circuito stampato con anima in metallo (MCPCB / IMS) per LED, moduli di potenza o azionamenti di motori, il peso del rame è uno dei primi parametri da toccare. Sembra semplice: il rame più spesso dovrebbe essere più freddo, giusto? A volte sì. A volte sposta appena l'ago della bilancia perché il vero collo di bottiglia si trova da qualche altra parte nella struttura termica.
Questa guida spiega cosa cambia realmente il peso del rame sulle schede con anima in metallo, quando è utile e quando è necessario concentrarsi su altre parti della costruzione. Per le realizzazioni rapide e per i volumi OEM/ODM, vedrete anche cosa segnalare per il DFM in modo da non rimanere bloccati in un tira e molla. Potete anche consultare il nostro Cina PCB B2B fabbrica per la prototipazione rapida, la produzione di massa e i flussi di lavoro di assemblaggio che si adattano ai team EMS e di marca.
Per peso del rame si intendono solitamente once per piede quadrato (oz/ft²). In parole povere:
Su un MCPCB, il peso del rame influisce diffusione del calore nello strato di rame e perdita elettrica (I²R). Ma non risolve automaticamente flusso di calore passante nella base metallica.
Un MCPCB è fondamentalmente un sandwich termico:
Ecco la realtà fondamentale: il Lo strato dielettrico spesso domina la resistenza termica. Se il dielettrico ha una conducibilità termica modesta o è troppo spesso, è possibile aggiungere altro rame e vedere la temperatura di giunzione rimanere ostinatamente alta.
Pensate quindi al peso del rame come a un aggiornamento dello spandiconcime, Non si tratta di una scorciatoia magica “da calore a dissipatore”.
Se il vostro progetto necessita di una costruzione IMS/MCPCB, iniziate dal lato dei materiali e dei processi. Capacità La pagina fornisce una rapida panoramica di ciò che può essere controllato nello stack-up, mentre la nostra pagina Qualità Il flusso mostra come mantenere la coerenza tra prototipo e lotto.
Il rame più spesso offre una maggiore area di sezione trasversale, che favorisce la circolazione del calore. lateralmente lontano da un punto caldo. Questo è importante quando si ha:
Un peso maggiore di rame può ridurre la temperatura di picco attenuando il gradiente. Spesso si può “sentire” questo miglioramento nelle immagini delle termocamere: il punto caldo si allarga e il picco si riduce.
Il calore deve ancora scomparire giù attraverso il dielettrico nel nucleo metallico. Se il dielettrico è il punto di strozzatura, il peso del rame aiuta meno di quanto ci si aspetti.
Una buona regola empirica:
Per le costruzioni di MCPCB utilizzate nell'illuminazione, è possibile consultare anche il nostro Pannello MCPCB in alluminio per illuminazione LED automotive come riferimento pratico per il tipo di strutture di prodotto tipicamente richieste dagli acquirenti.
Ecco una tabella pratica da inserire in una revisione delle specifiche. Si concentra su ciò che interessa agli ingegneri: la diffusione, la perdita I²R e ciò su cui la produzione farà pressione.
| Peso del rame | Spessore circa | Cosa fa per le prestazioni termiche | Cosa cambia elettricamente | DFM / note di produzione |
|---|---|---|---|---|
| 1 oz | ~35 μm | Diffusione del calore di base; OK quando le zone calde non sono estreme | Resistenza e densità di corrente standard | Finestra di incisione più facile; migliore per i tratti più fini |
| 2 oz | ~70 μm | Migliora sensibilmente la diffusione laterale e contribuisce ad appiattire le zone calde. | Resistenza di traccia più bassa; minore riscaldamento I²R | Controllo delle caratteristiche più stretto; attenzione alle dighe della maschera di saldatura e alla definizione delle piazzole |
| 3 oz | ~105 μm | Diffusione più forte per le zone di potenza; utile per i carichi concentrati | Ulteriore riduzione della resistenza; migliore margine sui binari di alimentazione | La DFM diventa più severa; le piccole geometrie possono richiedere una riprogettazione o regole più ampie |
| 4 oz | ~140 μm | Ideale per una forte diffusione del calore nello strato di rame; rendimenti decrescenti se il dielettrico è limitante | Elevato potenziale di gestione della corrente; piani robusti | Maggiore attenzione al processo; pianificazione di spazi più ampi e controllo stabile di placcatura/incollaggio |
Se state combinando una logica di controllo a passo fine e uno stadio di potenza robusto, prendete in considerazione la possibilità di suddividere il progetto in zone ben definite e di indicare alla vostra azienda di produzione ciò che conta di più. È anche possibile associare la fabbricazione e l'assemblaggio in un unico flusso per evitare lacune nel passaggio di consegne: si veda il caso di Fabbricazione di PCB e Assemblaggio di PCB opzioni.
Il peso del rame non riguarda solo la conduzione termica. Riduce anche le perdite resistive, il che significa che la scheda genera meno calore in primo luogo.
Questo si manifesta in costruzioni reali come:
Se il rame è troppo sottile, la traccia diventa un riscaldatore. In questo caso si combatte contro il calore da due lati: la dissipazione del componente più perdita di rame. Il rame più spesso riduce l'autoriscaldamento e offre una maggiore possibilità di declassamento.
Per i prodotti ad alta potenza, si consiglia di consultare anche le opzioni in rame pesante come Rame pesante da 6 oz di spessore o varianti con anima in metallo come PCB con anima in metallo ENIG in rame pesante.
I rendimenti diminuiscono rapidamente se il “vero” limitatore è altrove. Trappole comuni:
In questi casi, spesso si ottiene di più regolando il parametro accatastamento termico, il area del rame, e il interfaccia meccanica che passando da 2 once a 4 once.
Se il vostro prodotto è caratterizzato da una forte presenza di LED o di moduli, vale la pena di considerare anche una struttura di tipo IMS, come ad esempio PCB IMS ad alta conducibilità termica per moduli di potenza LED.
Nelle schede LED, il punto dolente è solitamente temperatura di giunzione e spostamento del colore nel tempo. Il rame più spesso aiuta a diffondere il calore lontano da ciascun emettitore, soprattutto quando i LED sono vicini. Se a questo si aggiunge un'ampia colata di rame sotto e intorno alle piazzole dei LED, si otterrà una mappa termica più stabile.
Per le scatole automobilistiche e industriali, di solito si lotta con temperatura di ammollo, vibrazioni e lunghi cicli di lavoro. Il rame più spesso può aggiungere robustezza, ma è comunque necessario uno stack-up pulito e un controllo di processo prevedibile, altrimenti si avranno variazioni tra i lotti e i dati di convalida non corrisponderanno più alla realtà produttiva.
Per i moduli di potenza, il peso del rame entra a far parte del progetto termico come un diffusore di calore. Se si utilizzano piani larghi come autostrade di corrente, il rame più pesante può ridurre la perdita di rame e migliorare la diffusione. Ma non dimenticate: se il dielettrico è il collo di bottiglia, dovreste ottimizzare quello strato in anticipo, non dopo l'EVT.
Il rame spesso cambia il manuale di produzione:
Se volete ridurre le sorprese, inviate le note relative all'intento di impilamento e alla densità di potenza con la vostra RFQ. Se conoscete già il caso d'uso, il nostro Servizi La pagina descrive cosa includere per una rapida citazione, e Contattateci è il metodo più rapido per allineare le regole DFM prima di bloccare il layout.
Se volete, condividete il vostro livello di potenza, le impronte dei dispositivi e il metodo di montaggio previsto (dissipatore, telaio o aria libera). Posso tracciare queste regole in una chiara scelta del peso del rame e in una lista di controllo per lo stack-up che si adatta sia alla prototipazione che alla produzione in serie.
MC PCB.,Ltd, accanto a Dongguan MaoChang Printed Circuit Board Limited, si è concentrata sulla produzione di PCB per oltre 20 anni. MaoChang Printed Circuit Board Limited è una fabbrica di PCB professionale per la produzione di PCB a rotazione rapida, PCB per prototipi e per la produzione di bassi volumi ad alta miscelazione. Con certificazione UL per la produzione di PCB rigidi FR-4 / ad alta frequenza / a base di alluminio.
Azienda
Prodotti
Contatto
