PCB ทองแดงหนาเป็นตัวพาหลักสำหรับแหล่งจ่ายไฟทางอุตสาหกรรมเพื่อให้กระแสไฟสูง การกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และการทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาว- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพการทำงานที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิสูง การสั่นสะเทือนที่รุนแรง และผลกระทบขนาดใหญ่ในไซต์งานอุตสาหกรรม ข้อมูลต่อไปนี้ให้ตรรกะการใช้งานที่สมบูรณ์และแผนการเลือกที่เป็นไปได้โดยอิงตามสถานการณ์ทั่วไปของแหล่งจ่ายไฟทางอุตสาหกรรม
ค่าแอปพลิเคชันหลักของ PCB ทองแดงหนาในแหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรม
โมดูลจ่ายไฟ วงจรเรียงกระแสและการกรอง และวงจรขับเอาท์พุตของอุปกรณ์จ่ายไฟทางอุตสาหกรรมเป็นสถานการณ์การใช้งานหลักของ PCB ทองแดงหนา โดยค่านิยมหลักจะรวมอยู่ในสามจุด:
การพกพาที่ปลอดภัยในปัจจุบันสูง: ความหนาของฟอยล์ทองแดงมักจะมากกว่าสองเท่าของ PCB ธรรมดา ซึ่งช่วยลดความต้านทานการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก และหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและการเผาไหม้ของฟอยล์ทองแดงภายใต้กระแสไฟฟ้าสูง สามารถส่งกระแสไฟฟ้าระดับอุตสาหกรรมได้อย่างเสถียรตั้งแต่หลายแอมแปร์ไปจนถึงหลายร้อยแอมแปร์
การกระจายความร้อนด้วยการปรับอุณหภูมิอย่างมีประสิทธิภาพ: ฟอยล์ทองแดงหนานั้นเป็นวัสดุกระจายความร้อนที่มีการนำความร้อนสูง ซึ่งสามารถนำความร้อนของอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นหลอด MOS และ IGBT ไปทางด้านข้างไปยังโครงสร้างการกระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในท้องถิ่นสามารถควบคุมได้ภายใน 20 องศา ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำได้อย่างมาก
การปรับโครงสร้างสภาพการทำงานที่แข็งแกร่ง: ความสามารถในการป้องกันการโค้งงอและป้องกันการสั่นสะเทือนนั้นเหนือกว่าแผ่นทองแดงบางทั่วไปอย่างมาก และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้งที่มีผลกระทบต่อการจัดการในพื้นที่อุตสาหกรรมและการสั่นสะเทือนในระยะยาว- ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการหลุดลอกของฟอยล์ทองแดงและความเมื่อยล้าของข้อต่อประสาน และตอบสนองความต้องการอายุการใช้งานการออกแบบของแหล่งจ่ายไฟทางอุตสาหกรรมเป็นเวลา 5-10 ปี
การเลือกความหนาของทองแดงเชิงปริมาณในสถานการณ์ทั่วไปของแหล่งจ่ายไฟทางอุตสาหกรรม
โดยอิงตามระดับพลังงานและสภาวะการทำงานของแหล่งพลังงานอุตสาหกรรมทั้งหมด ให้เกณฑ์มาตรฐานการเลือกความหนาของทองแดงที่ใช้งานได้โดยตรง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ทองแดงหนาขึ้นจนมองไม่เห็นและทำให้เกิดต้นทุนเพิ่มขึ้น:
| สถานการณ์จำลองแหล่งจ่ายไฟทางอุตสาหกรรม | กระแสต่อเนื่องทั่วไป | สเปคความหนาทองแดงที่แนะนำ |
|---|---|---|
| แหล่งจ่ายไฟสลับพลังงานขนาดเล็กและขนาดกลาง, UPS 100~1000W | 5~40A | ชั้นนอกทองแดงหนา 3 ~ 4 ออนซ์ |
| เซอร์โวไดรฟ์อุตสาหกรรม ตัวแปลงความถี่สากล | 20~80A | ชั้นนอก 3~4 ออนซ์+2 ชั้นใน |
| แหล่งจ่ายไฟเชื่อมกำลังสูง, ชุดเบรก | 80~150A ผลกระทบระยะสั้น- | ทองแดงหนาสองหน้า- 6~8 ออนซ์ |
| แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรมแบบรวมศูนย์ โมดูลจัดเก็บพลังงานสูง- | กระแสไฟบัสสูงกว่า 200A | 10 ~ 12oz ทองแดงหนาพิเศษ + การชุบดีบุกหน้าต่างหนาขึ้น |
ประเด็นสำคัญในการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการเลือกหลาย-มิติ
1. หลักการสำคัญในการเลือกความหนาของทองแดง
ปฏิบัติตามตรรกะพื้นฐานของ "กระแสกำหนดความหนาของทองแดง" อย่างเคร่งครัด โดยอ้างถึงสูตรเชิงประจักษ์: กระแสที่อนุญาต (A) ความหนาฟอยล์ทองแดง (ออนซ์) × ความกว้างของลวด (มม.) × 0.8 (อุณหภูมิแวดล้อมน้อยกว่าหรือเท่ากับ 40 องศา ) อย่าสุ่มสี่สุ่มห้าไล่ตามทองแดงหนาพิเศษ
กระแสอิมพัลส์สูงสุดคำนวณจากกระแสต่อเนื่อง 1.5 เท่า และส่วนต่างความหนาของทองแดงจะเพิ่มขึ้นหนึ่งระดับในสถานการณ์ในตู้อุตสาหกรรมที่ไม่มีท่ออากาศ
ห้ามใช้ทองแดงหนาในพื้นที่เส้นทางสัญญาณของวงจรที่ไม่ใช่วงจรไฟฟ้าโดยเด็ดขาด เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ของเส้นทาง และทำให้การจับคู่สัญญาณควบคุมล้มเหลว
2. ข้อกำหนดสำหรับการปรับวัสดุพิมพ์และกระบวนการ
ควรให้ความสำคัญกับการใช้ TG fr4 สูงโดยมี Tg มากกว่าหรือเท่ากับ 170 องศาเป็นสารตั้งต้น เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ CTE ไม่ตรงกันระหว่างทองแดงหนาและ FR ธรรมดา-4 ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการหลุดร่อนและพุพองภายใต้การทำงานที่อุณหภูมิสูงในระยะยาว-
สำหรับสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดการกระจายความร้อนสูงมาก สามารถเลือกพื้นผิวโลหะที่มีอะลูมิเนียม/ทองแดงได้ โดยมีค่าการนำความร้อนมากกว่า 1.5W/m · K ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการกระจายความร้อน fr4 ทั่วไปถึงสามเท่า
การรักษาพื้นผิวที่ต้องการคือกระบวนการแช่ทอง ซึ่งเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมน้ำมันและฝุ่นในอุตสาหกรรม ความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการป้องกันการแทรกซึมนั้นเหนือกว่าการพ่นดีบุกทั่วไปมาก โดยหลีกเลี่ยงการสัมผัสที่ไม่ดีหลังจาก-ใช้งานในระยะยาว
3. ข้อจำกัดที่สำคัญของความสามารถในการผลิต (DFM)
ความกว้าง/ระยะห่างของเส้นขั้นต่ำของฟอยล์ทองแดง 3 ออนซ์มากกว่าหรือเท่ากับ 0.3 มม. และฟอยล์ทองแดง 6 ออนซ์มากกว่าหรือเท่ากับ 0.4 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงความกว้างของเส้นที่ไม่ถูกต้องและปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรในระหว่างการแกะสลัก
ห้ามใช้รูเดี่ยวผ่านรูบนเส้นทางกระแสสูง. 2-3 ต้องเชื่อมต่อรูผ่านแบบขนานสำหรับกระแส 5A บนฟอยล์ทองแดง 3 ออนซ์ ช่องรับแสงขั้นต่ำของรูทะลุควรมากกว่าหรือเท่ากับ 0.8 มม. และความหนาของผนังรูทองแดงควรมากกว่าหรือเท่ากับ 20 μm
แผ่นทองแดงหนาหลายชั้นต้องได้รับการออกแบบให้มีการวางซ้อนแบบสมมาตร โดยชั้นบนและล่างมีความหนาทองแดงเท่ากัน เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดงอของพื้นผิวมากเกินไปหลังจากการเคลือบ และไม่สามารถปรับให้เข้ากับแพทช์ SMT ได้