什么是厚铜PCB及其应用

我们身边无处不在电子产品。电子技术是现代科技的核心。从手机到工业设备,一切都离不开电子技术的驱动。 PCB(即印刷电路板)在电子设备的设计中至关重要。因此,PCB堪称电子设备的’神经中枢“。如今,在PCB领域,有一个术语被称为”厚铜PCB”。”

所谓厚铜印刷电路板究竟是什么?它在当今世界为何如此重要?本文将为您解答所有这些问题。本文重点阐述了厚铜PCB的工作原理,同时还将帮助您为自己的PCB选择合适的铜层厚度。

厚铜PCB

什么是厚铜PCB或重铜PCB?

PCB上铜层的典型厚度在1.2密尔(35 µm)至2.8密尔(70 µm)之间。 当铜层厚度超过100微米时,该PCB即被视为厚铜板或重铜板。通常,厚铜板或重铜板的铜层厚度范围为100至500微米。

铜层厚度的增加提高了其承受大电流负载的能力。此外,它们还非常适合承受高热应力。不过,厚铜PCB的关键特性如下:

  • PCB上较厚的铜层能够传输更大的电流。
  • 厚铜PCB具有更优的散热性能。它们具备卓越的导热性。正因如此,您的PCB能够迅速将元器件产生的热量导出。因此,您的PCB不会出现过热现象。
  • 较厚的铜层对PCB的刚性和结构起着重要作用。它不易受到机械损伤,在极端高温或振动等严苛环境下尤为适用。
  • 厚铜PCB能提高PCB的可靠性,原因有二:它们不仅能改善电气连接,还有助于防止导体失效。
  • 在满足上述所有优势的前提下,厚铜PCB能够确保更长的使用寿命。

厚铜PCB的局限性

尽管厚铜PCB具有许多优点,但仍然存在一些局限性。这些局限性对大规模生产投资产生了显著影响。

(1) 成本高是使用厚铜PCB的主要缺点。铜层越厚,生产所需的铜原料就越多,这通常会增加生产成本。

(2) 厚铜PCB的设计必须有所不同。必须仔细考虑厚铜PCB的正确布局。在此过程中,必须考虑走线、电流负载和散热。这三个因素最终导致设计变得复杂,因此需要更专业的技术知识。

(3) 制造厚铜PCB通常是一个复杂的过程。它需要额外的工序和精确的蚀刻。

(4) 这些PCB的层数通常少于标准PCB。其中大多是双面或单面的厚铜PCB。

(5) 你会发现,并非每家PCB工厂都能生产厚铜PCB或重铜PCB。因此,这会限制你的选择范围。由于很难找到合适的工厂,生产成本可能会更高。但是 UETPCB 可以帮你找到一种低成本的方法来制作厚铜PCB。

厚铜PCB应用 uetpcb

厚铜PCB的广泛应用

厚铜PCB或重铜PCB在许多应用中非常普遍。其中一些常见的应用如下:

供电系统

电源系统通常采用厚铜PCB,因为它们能够承受高电压和大电流。这些PCB还能散热,并确保电源得到良好的分配。

工业机械

工业机械通常配备大功率系统。根据机器的尺寸不同,其电压范围在220V至35,000V之间。这些机械中广泛使用了厚铜PCB。

重型车辆

重型车辆也使用大功率组件。电动公共汽车、高速列车、城市有轨电车和矿用车辆都是值得注意的例子。在这些应用中,普通的印制电路板无法承受如此大的功率。

军用领域的厚铜PCB

军事装备

军事装备 通常涉及振动、温度变化和冲击。厚铜PCB主要就是为应对这些情况而设计的。它们非常适合用于军用车辆、通信设备和武器系统。

航空航天设备

厚铜PCB在航空航天工业中也得到广泛应用。它能够承受高海拔和高温等极端环境条件。需要注意的是,飞机还会受到强烈的振动。因此,厚铜PCB在这些应用中也得到了广泛使用。

电动汽车

对于电动汽车而言,使用厚铜PCB也至关重要。由于电动汽车完全依靠电力驱动,热量是PCB面临的主要威胁。在这种情况下,厚铜PCB是理想的选择。

如何选择PCB铜箔厚度?

在制造PCB时,金属的厚度至关重要。在处理高功率应用时,这一点尤为重要。众所周知,厚铜PCB通常用于恶劣的环境中。因此,在为PCB选择合适的厚度时,必须格外谨慎。

因素 1:确定电流容量

首先应考虑的是如何应对较大的电流负载。你需要确定设计所需的最大电流。可以将其想象成一根管道或软管:直径越大,能通过的水就越多。如果流经的水量较少,产生的压力就较小;水流量越大,产生的压力就越大。

同样,流经铜线的电流越大,产生的热量就越多。因此,选择合适的厚度在很大程度上取决于电流的大小。

因素 #2 机械强度

接下来必须仔细考虑的因素是PCB的强度。通常,铜层较厚的PCB具有更高的机械强度。您已经知道,它们非常适合要求严苛且复杂的任务。这些情况包括机械应力、振动和物理冲击。人们常在重型机械和车辆中使用铜层较厚的PCB。

较厚的铜层通常能提高刚性。这还能增强PCB的抗损伤能力。

因素 3:层数

影响PCB设计的另一个因素是PCB的层数。对于复杂的电路设计而言,多层PCB是更好的选择。在这种情况下,在设计每一层时,应特别关注电流的分布情况。此类电路板通常适用于薄铜PCB。

事实上,双层PCB通常与厚铜设计相关。这种PCB特别适合大电流应用。尽管您可能也会看到具有厚铜走线的多层PCB,但双层PCB仍是应用最广泛的。

因素 4:期望的抗痕性

厚铜PCB的主要优点之一是电阻低。正如我们之前提到的,铜走线就像建筑物管道系统中的管道一样。铜层越厚,电阻就越低,因此发热量也越小。因此,为了保持电力传输的最佳状态,必须考虑这一因素。

因素 5:制造限制

正如上一节所述,并非所有工厂都能生产厚铜PCB。因此,在最终确定设计之前,了解制造情况至关重要。厚铜且结构复杂的PCB设计可能会导致该产品的生产仅限于某些公司。

因素 6:热负荷

对于厚铜PCB而言,热负荷管理也至关重要。较厚的铜层具有更好的散热性能,而较薄的铜层则会产生更多热量。因此,较厚的铜走线被广泛应用于大功率元器件中。

因素 7:成本

最后,请考虑项目的成本。厚铜PCB的价格高于标准PCB。在这种情况下,必须在满足性能要求的同时,将成本控制在一定范围内。当然,正如您所知,厚铜虽然具有许多优点,但也存在一些缺点。因此,请务必花时间选择合适的铜箔厚度。

厚铜PCB尺寸表

厚铜PCB的厚度各不相同,通常以密耳、微米或盎司(oz)为单位进行测量。以下是一份尺寸表,可帮助您了解PCB中常用的厚度规格。

奥兹 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9
米尔斯 0.671 1.37 2.06 2.74 4.11 5.48 6.85 8.22 9.59 10.96 12.33
微米 17.05 34.80 52.20 69.60 104.4 139.2 174.0 208.8 243.6 278.4 313.2

 

(1) 1盎司铜箔厚度是最常见的规格之一。它被视为普通PCB的标准铜箔厚度,在通用电子产品中十分普遍。

(2) 2盎司厚的铜板在电力电子领域享有盛誉。它还广泛应用于 汽车、家用电器及其他行业。

(3) 3盎司的铜层厚度属于厚铜PCB。超过这一标准的均属于厚铜PCB。它广泛应用于工业机械、航空器以及许多其他行业。

摘要

厚铜PCB之所以理想,有以下三个原因:(1) 它们非常适合处理大电流;(2) 它们具有出色的散热性能;(3) 它们能提供更高的机械强度。厚铜PCB通常有各种厚度可供选择。 您无需费心寻找具体厚度,只需参考标准表格即可。

在选择合适的厚铜PCB时,务必确保两点:最大电流负载是多少?您的PCB是否经常会受到振动和应力的影响?其他因素可以稍后再考虑。

如果您对厚铜PCB有任何疑问,请联系我们的客户支持。如果您想制作厚铜PCB及其他产品, UETPCB 这里正是你的理想之地。