Veja como o peso do cobre altera a propagação de calor do MCPCB, a perda de I²R e os limites do DFM. Saiba quando um cobre mais espesso ajuda - e quando o dielétrico controla as temperaturas.
Se estiver a utilizar uma placa de circuito impresso com núcleo metálico (MCPCB / IMS) para LEDs, módulos de potência ou accionamentos de motores, o peso do cobre é um dos primeiros factores a ter em conta. Parece simples: um cobre mais espesso deve ser mais frio, certo? Por vezes sim. Por vezes, mal se mexe na agulha, porque o verdadeiro estrangulamento está noutro ponto do empilhamento térmico.
Este guia explica o que o peso do cobre realmente muda nas placas de núcleo metálico, quando ajuda e quando você deve se concentrar em outras partes da construção. Para construções rápidas e execuções OEM/ODM de volume, também verá o que sinalizar para DFM para não ficar preso em idas e vindas. Também pode consultar o nosso Fábrica de PCB B2B na China para uma prototipagem rápida, produção em massa e fluxos de trabalho de montagem adequados às equipas EMS e de marca.
O peso do cobre significa normalmente onças por pé quadrado (oz/ft²). Em termos simples:
Num MCPCB, o peso do cobre afecta propagação de calor na camada de cobre e perda eléctrica (I²R). Mas não corrige automaticamente fluxo de calor através da espessura na base metálica.
Um MCPCB é basicamente uma sanduíche térmica:
Eis a realidade fundamental: o a camada dieléctrica domina frequentemente a resistência térmica. Se esse dielétrico tiver uma condutividade térmica modesta ou for demasiado espesso, pode empilhar mais cobre e continuar a ver a sua temperatura de junção manter-se teimosamente elevada.
Por isso, pense no peso do cobre como um atualização do espalhador, e não um atalho mágico de “calor para dissipador de calor”.
Se o seu projeto necessita de uma construção IMS/MCPCB, comece primeiro pelo lado do material e do processo - o nosso Capacidades dá uma visão geral rápida do que pode ser controlado no stack-up, e a nossa Qualidade O fluxo mostra como mantemos a consistência de protótipo para lote.
O cobre mais espesso dá-lhe mais área de secção transversal, o que ajuda o calor a mover-se de lado longe de um ponto de acesso. Isso é importante quando se tem:
Mais peso de cobre pode baixar a temperatura de pico ao suavizar o gradiente. É frequente “sentir” esta melhoria nas imagens da câmara térmica: o ponto quente espalha-se e o pico diminui.
O calor ainda tem de desaparecer para baixo através do dielétrico para o núcleo metálico. Se o dielétrico for o ponto de estrangulamento, o peso do cobre ajuda menos do que se espera.
Uma boa regra de ouro:
Para construções de MCPCB utilizadas em iluminação, também pode consultar a nossa Painel MCPCB de alumínio para iluminação LED para automóveis como uma referência prática para o tipo de estruturas de produtos que os compradores normalmente solicitam.
Aqui está uma tabela prática que pode colocar numa revisão de especificações. Concentra-se no que os engenheiros realmente se preocupam: propagação, perda de I²R e o que o fabrico irá fazer recuar.
| Peso de cobre | Espessura aprox. | O que faz para o desempenho térmico | O que muda eletricamente | DFM / notas de produção |
|---|---|---|---|---|
| 1 oz | ~35 μm | Propagação de calor de base; OK quando os pontos quentes não são extremos | Resistência padrão e densidade de corrente | Janela de gravação mais fácil; melhor para traços mais finos |
| 2 oz | ~70 μm | Melhoria notória do espalhamento lateral; ajuda a aplanar os pontos quentes | Resistência de traço mais baixa; menos aquecimento I²R | Controlo mais rigoroso das caraterísticas; atenção aos diques da máscara de soldadura e à definição das almofadas |
| 3 oz | ~105 μm | Maior dispersão para zonas de potência; útil para cargas concentradas | Reduz ainda mais a resistência; melhor margem nos carris de alimentação | A DFM torna-se mais rigorosa; a geometria pequena pode necessitar de uma nova conceção ou de regras mais amplas |
| 4 oz | ~140 μm | Melhor para a propagação de calor intenso na camada de cobre; rendimentos decrescentes se o dielétrico for limitante | Elevado potencial de manuseamento de corrente; planos robustos | Mais atenção ao processo; planear para maiores folgas e controlo estável do revestimento/etch |
Se estiver a misturar lógica de controlo de passo fino e uma fase de potência robusta, considere a possibilidade de dividir o design em zonas claras e diga à sua fábrica o que é mais importante. Também pode emparelhar o fabrico e a montagem num único fluxo para evitar falhas de transferência - ver Fabrico de placas de circuito impresso e Montagem de PCB opções.
O peso do cobre não tem apenas a ver com a condução térmica. Também reduz a perda resistiva, o que significa que a placa gera menos calor em primeiro lugar.
Isto aparece em construções reais como:
Se o cobre for demasiado fino, o traço torna-se um aquecedor. Então está a lutar contra o calor de dois lados: dissipação de componentes mais perda de cobre. Um cobre mais espesso reduz esse auto-aquecimento e dá-lhe mais espaço de manobra para a redução da potência.
Para produtos de elevada potência, poderá também querer procurar opções de cobre pesado como Cobre pesado com 6 oz de espessura ou variantes de núcleo metálico como Núcleo metálico de cobre pesado ENIG PCB.
Se o “verdadeiro” limitador estiver noutro local, os resultados serão rapidamente reduzidos. Armadilhas comuns:
Nestes casos, muitas vezes obtém-se mais ajustando o empilhamento térmico, o área de cobre, e o interface mecânica do que saltar de 2 oz para 4 oz.
Se o seu produto tiver muitos LEDs ou módulos, também vale a pena considerar uma construção do tipo IMS como PCB IMS de elevada condutividade térmica para módulos de potência LED.
Nas placas de LED, o ponto problemático é normalmente temperatura da junção e mudança de cor ao longo do tempo. O cobre mais espesso ajuda a espalhar o calor para longe de cada emissor, especialmente quando os LEDs estão próximos uns dos outros. Se juntar a isso uma grande quantidade de cobre por baixo e à volta das almofadas de LED, verá um mapa térmico mais estável.
No caso das caixas para automóveis e industriais, normalmente, está-se a lutar contra temperatura de imersão, vibração e ciclos de trabalho longos. Um cobre mais espesso pode aumentar a robustez, mas continua a ser necessário um empilhamento limpo e um controlo previsível do processo - caso contrário, haverá variações entre lotes e os dados de validação deixarão de corresponder à realidade da produção.
Para os módulos de potência, o peso do cobre torna-se parte do design térmico da mesma forma que um dissipador de calor. Se estiver a utilizar planos largos como estradas de corrente, um cobre mais pesado pode reduzir a perda de cobre e melhorar o espalhamento. Mas não se esqueça: se o dielétrico for o ponto de estrangulamento, deve otimizar essa camada desde o início e não após o EVT.
O cobre espesso altera o manual de fabrico:
Se quiser menos surpresas, envie notas de intenção de empilhamento e de densidade de potência com o seu pedido de cotação. Se já conhece o caso de utilização, o nosso Serviços A página descreve o que deve ser incluído para uma citação rápida, e Contactar-nos é o caminho mais rápido para alinhar as regras DFM antes de bloquear o layout.
Se quiser, partilhe o seu nível de potência, as pegadas dos dispositivos e o método de montagem pretendido (dissipador de calor, chassis ou ar livre). Posso mapear estas regras para uma escolha clara de peso de cobre e uma lista de verificação de empilhamento que se adapta tanto à prototipagem como à construção em volume.
MC PCB., Ltd, ao lado de Dongguan MaoChang Printed Circuit Board Limited, concentrou-se na fabricação de PCBs por mais de 20 anos. MaoChang Printed Circuit Board Limited, uma fábrica profissional de PCB para PCB de giro rápido, PCB de protótipo e fabricação de baixo volume de alta mistura. Com certificação UL para produção de PCB rígida FR-4 / Alta Frequência / Baseada em Alumínio.
Empresa
Produtos
Contacto
