بردهای مدار چاپی با پایه مسی: بینش صادرکنندگان، مزایای کلیدی و کاربردهای صنعتی

PCB های مس بنیان ✓ مدارهای ساخته شده بر روی یک زیربنای مس جامد ✓ برای الکترونیک صنعتی که نیاز به مدیریت حرارتی استثنایی و دوام دارند، ضروری شده اند.بر خلاف PCB های سنتی FR4 یا آلومینیوم، طرح های پایه مس از رسانایی حرارتی برتر مس (401 W/m·K) برای از بین بردن گرما از اجزای با قدرت بالا استفاده می کنند و آنها را برای کاربردهای مانند روشنایی LED ایده آل می کنند.اینورترهای صنعتی، و الکترونیک خودرو.

برای خریداران جهانی، همکاری با صادرکنندگان معتبر PCB پایه مس برای تضمین صفحه های با کیفیت بالا که با استانداردهای سختگیرانه صنعت مطابقت دارند، بسیار مهم است.این راهنما مزایای منحصر به فرد PCB های مس را بررسی می کند، قابلیت های صادرکننده برتر و کاربردهای صنعتی گسترده آنها با مقایسه های مبتنی بر داده برای کمک به شما در تصمیم گیری آگاهانه برای پروژه بعدی خود.

نکات کلیدی
1PCB های مس دارای هدایت حرارتی 5 × 10 برابر بهتر از PCB های آلومینیومی هستند و دمای قطعات را در کاربردهای قدرتمند 30 × 40 درجه سانتیگراد کاهش می دهند.
2صادرکنندگان پیشرو (به عنوان مثال، LT CIRCUIT، Kingboard) ضخامت های مس سفارشی (110 میلی متر) ، تعداد لایه (212 لایه) و پایان های سطحی (ENIG، HASL) را برای پاسخگویی به نیازهای صنعتی فراهم می کنند.
3آنها در محیط های خشن از PCB های سنتی بهتر عمل می کنند، در برابر لرزش، رطوبت و نوسانات دمایی (-40 °C تا 150 °C) مقاومت می کنند.
4برنامه های کاربردی صنعتی حیاتی شامل ال ای دی های قدرتمند، ماژول های شارژ EV و محرک های موتور صنعتی هستند که در آن قابلیت اطمینان حرارتی قابل مذاکره نیست.
5در هنگام تهیه از صادرکنندگان، اولویت صدور گواهینامه (ISO 9001 ، IATF 16949) ، زمان پیشبرد (7-14 روز برای نمونه های اولیه) و فرآیندهای کنترل کیفیت (AOI ، آزمایش اشعه ایکس) را داشته باشید.

PCB های مس چیست؟
یک PCB پایه مس شامل سه لایه هسته ای است:
1.پرت پایه مس: یک صفحه مس ضخیم و جامد (110 میلی متر) که به عنوان یک سینک گرما عمل می کند و گرما را از قطعات منتقل می کند.
2لایه عایق بندی: یک ماده دی الکتریک نازک (به عنوان مثال، پلی آمید، رزین اپوکسی) با رسانایی حرارتی بالا (1 ′′ 5 W / m · K) که پایه مس را از لایه مدار به طور الکتریکی جدا می کند.
3لایه مدار: یک لایه مس 1 ′′ 3 اونس با رد و رد حک شده و پد ها، پشتیبانی از اجزای مانند LED ها، MOSFET ها و کانکتورها.

این ساختار کارایی حرارتی مس را با عملکرد الکتریکی PCB های استاندارد ترکیب می کند و آن را برای طرح های پرقدرت و گرما استفاده می کند.

تفاوت PCB های مس با سایر مواد پایه

مزیت اصلی: PCB های مس متوازن بین عملکرد حرارتی و هزینه ارائه می دهند 2x تبعید گرما بهتر از آلومینیوم در 2x قیمت، اما اجتناب از هزینه ممنوعه سرامیک.

مزایای اصلی PCB های مس
PCB های مس دارای مزایای منحصر به فرد هستند که چالش های حیاتی در الکترونیک صنعتی را حل می کنند:

1. تبعید حرارتی عالی
پایه مس ضخیم به عنوان یک بخار گرمایی یکپارچه عمل می کند و نیاز به اجزای خنک کننده خارجی را از بین می برد:
a. یک پایه مس 5 میلی متر دمای یک دی ای دی 100 وات را در مقایسه با یک پایه آلومینیومی با همان ضخامت 35 درجه سانتیگراد کاهش می دهد.
b.مقاومت حرارتی (Rθ) به میزان 0.5°C/W بسیار پایین تر از آلومینیوم (1.2°C/W) یا FR4 (5.0°C/W).

داده های آزمایش: یک محرک موتور صنعتی با استفاده از یک PCB پایه 3 میلی متر مس که در 80 °C تحت بار کامل کار می کند، در مقابل 115 °C برای یک طراحی پایه آلومینیومی ◄ که طول عمر نیمه هادی های قدرت را 2.5 برابر افزایش می دهد.

2. توان حمل جریان بالا
آثار مس ضخیم (۱۳ اونس) در کنار پایه مس از جریان های بزرگ پشتیبانی می کنند:
a.یک اثر مس 2 اونس (5 میلی متر پهن) بر روی یک PCB پایه مس 40A 1.5x بیشتر از همان اثر بر روی یک پایه آلومینیومی را اداره می کند.
ب. مقاومت کاهش یافته (0.001Ω / cm برای مس 2 اونس) به حداقل رساندن از دست دادن قدرت، بهبود بهره وری در سیستم های جریان بالا مانند شارژرهای EV.

3دوام در محیط های خشن
PCB های مس مقاوم در برابر استرس های استفاده صنعتی و خودرو هستند:
a. مقاومت در برابر لرزش: مقاومت در برابر لرزش های ۲۰٫۰۰۰ هرتز (مطابق MIL-STD-883H) ، برای ماشین آلات و وسایل نقلیه کارخانه حیاتی است.
مقاومت در برابر رطوبت: پایه مس مقاوم در برابر خوردگی است (وقتی با نیکل یا طلا پوشش داده شده است) ، با جذب رطوبت < 0.1٪ (در مقابل 0.5٪ برای FR4).
c. چرخه حرارتی: بیش از 1000 چرخه بین -40 درجه سانتیگراد و 150 درجه سانتیگراد بدون قطع لایه 2 برابر بیشتر از PCB های پایه آلومینیوم دوام می آورند.

4انعطاف پذیری طراحی

صادرکنندگان ویژگی های سفارشی را برای پاسخگویی به نیازهای کاربردی خاص ارائه می دهند:
a. ضخامت پایه مس: 1 × 10mm (ضخامت بیشتری برای بار گرمایی بالاتر، به عنوان مثال، 10mm برای اینورترهای صنعتی 500W).
b. تعداد لایه ها: 2 ∼ 12 لایه، با سطوح اختصاصی قدرت / زمین برای کاهش سر و صدا.
c. پایان سطح: ENIG (برای جوش با قابلیت اطمینان بالا) ، HASL (کارآمد در هزینه) ، یا نقره غوطه ور (برای برنامه های RF).

بزرگترین صادرکنندگان PCB های مس: قابلیت ها و پیشنهادات
خریداران جهانی به صادرکنندگان تخصصی برای تحویل PCB های پایه مس با کیفیت بالا اعتماد دارند. در زیر ارائه دهندگان پیشرو و نقاط قوت اصلی آنها آورده شده است:

1. ل.ت. سرکوت
a. قابلیت های هسته ای: ضخامت پایه مس 1 8mm، 2 12 لایه PCB، ویاس های حرارتی (0.3 0.5mm).
ب. تخصص: روشنایی صنعتی LED، ماژول های شارژ EV و محرک های موتور.
c. گواهینامه: ISO 9001، IATF 16949 (خودروی) ، UL 94 V-0.
d.زمان تحویل: نمونه اولیه (7-10 روز) ، تولید حجم بالا (14-21 روز).
e. کنترل کیفیت: AOI، آزمایش اشعه ایکس و اندازه گیری مقاومت حرارتی (بررسی Rθ).

2شرکت کنگ بورد
a. قابلیت های هسته ای: ضخامت پایه مس 1 × 10 میلی متر، PCB فرمت بزرگ (تا 600mm × 1200mm).
ب. تخصص: اینورترهای انرژی تجدید پذیر، سیستم های انرژی هوافضا.
c. گواهینامه: ISO 9001، AS9100 (هوافضا) ، RoHS.
d.زمان تحویل: نمونه های اولیه (10-14 روز) ، حجم بالا (21-28 روز).

3صفحه مدار چاپي سريع
a. قابلیت های هسته ای: ضخامت پایه مس 1-5mm، PCB های انعطاف پذیر مبتنی بر مس (عایق پلی آمید).
ب.خصوصیات: سنسورهای صنعتی قابل پوشیدن، صفحه نمایش LED منحنی.
c. گواهینامه: ISO 9001، ISO 13485 (دکترانه).
d.زمان تحویل: نمونه های اولیه (5-7 روز) ، حجم بالا (10-14 روز).

4. تکنولوژي هاي TTM
a. قابلیت های هسته ای: ضخامت پایه مس 2 8mm، طرح های ترکیبی (بنای مس + HDI).
ب. تخصص: منابع برق مرکز داده، سیستم های ADAS خودرو.
c. گواهینامه: IATF 16949، ISO 9001.
d.زمان تحویل: نمونه های اولیه (8-12 روز) ، حجم بالا (18-24 روز).

کاربردهای صنعتی PCB های مس
PCB های مس پایه در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند که در آن گرما و قابلیت اطمینان بسیار مهم است:
1چراغ های LED با قدرت بالا
a. چراغ های خیابانی و روشنایی استادیوم: PCB های پایه مس 3 ′′5mm از 100 ′′300W LED گرمایی را از بین می برند و از کاهش لومن (ضعیف شدن) در طول زمان جلوگیری می کنند.
b. سیستم های درمان LED UV: پایه های مسی 5 8mm LEDهای UV 200 500W را کنترل می کنند و عملکرد پایدار را در فرآیندهای درمان صنعتی (به عنوان مثال چاپ، پوشش) حفظ می کنند.

2وسایل نقلیه الکتریکی و زیرساخت های شارژ
a. ایستگاه های شارژ EV: PCB های 6 ′′8mm بر پایه مس، جریان های شارژ سریع 150 ′′350kW را مدیریت می کنند، با راه های حرارتی برای خنک کردن ماژول های قدرت.
b. سیستم های مدیریت باتری (BMS): پایه های مسی 2×4 میلی متری ولتاژ سلول را در باتری های EV 800V کنترل می کنند که در طول شارژ 100×200A را تحمل می کنند.

3اتوماسیون صنعتی
a. محرک های موتور: PCB های پایه مس 4 ′′6mm موتورهای صنعتی 50 ′′200HP را کنترل می کنند، که جریان های بالا را در محرک های فرکانس متغیر (VFD) مدیریت می کنند.
ب. منابع برق: پایه های مس 3 ٪5 میلی متر در منابع برق صنعتی 1kW + خرابی های مربوط به گرما را در مقایسه با پایه های آلومینیومی 60٪ کاهش می دهد.

4انرژی های تجدید پذیر
a. اینورترهای خورشیدی: PCB های پایه مس 5 ′′7mm DC را از پنل های خورشیدی به AC تبدیل می کنند و در محیط های بیرونی (-40 °C تا 85 °C) 50 ′′100A را تحمل می کنند.
b. کنترل کننده های توربین بادی: پایه های مسی 6 × 8 میلی متری قدرت توربین ها را مدیریت می کنند و در برابر ارتعاش و نوسانات دما مقاومت می کنند.

5هوافضا و دفاع
a. توزیع قدرت هواپیمایی: PCB های پایه مس 4 ′′6mm سیستم های DC 28V را در هواپیماها اداره می کنند و در برابر تغییرات دمایی مربوط به ارتفاع مقاومت می کنند.
ب.الکترونیک وسایل نقلیه نظامی: رادار و سیستم های ارتباطی قدرت پایه های مسی 710 میلی متر، مقاومت در برابر شوک (50G) و لرزش در محیط های جنگی.

نکاتی برای خریداران جهانی
در هنگام کار با صادرکنندگان PCB های مس، این عوامل را در نظر داشته باشید تا کیفیت و ارزش را تضمین کنید:
1اولویت بندی گواهینامه ها: به دنبال ISO 9001 (مدیریت کیفیت) ، IATF 16949 (خودروی) یا AS9100 (هوافضا) برای اطمینان از انطباق با استانداردهای صنعت باشید.
2.بررسی عملکرد حرارتی: درخواست گزارش های آزمایش Rθ (مقاومت حرارتی) ٪ صادرکنندگان معتبر داده هایی را ارائه می دهند که نشان دهنده قابلیت تبعید گرما است.
3زمان برگزاری مذاکره: برای پروژه های حساس به زمان، صادرکنندگان را با زمان برگزاری نمونه اولیه سریع (7-10 روز) و برنامه های تولیدی انعطاف پذیر انتخاب کنید.
4کنترل کیفیت را بررسی کنید: اطمینان حاصل کنید که صادرکنندگان از AOI ، آزمایشات اشعه ایکس و چرخه حرارتی برای تشخیص نقص هایی مانند از هم جدا شدن یا زیر قیمت کردن استفاده می کنند.
5درخواست سفارشی سازی: تایید کنید که صادر کننده می تواند ضخامت پایه مس، مواد عایق و سطح را متناسب با نیازهای برنامه شما تنظیم کند.

پرسش های متداول در مورد PCB های مس
س1: آیا PCB های مس سنگین تر از PCB های آلومینیومی هستند؟
A: بله ، مس (8.96 گرم / سانتی متر) 3 برابر متراکم تر از آلومینیوم (2.70 گرم / سانتی متر) است. با این حال ، آلومینیوم ضخیم تر مورد نیاز برای مطابقت با عملکرد حرارتی مس اغلب منجر به وزن کلی مشابه می شود.

س2: آیا می توان از PCB های مس پایه در طرح های انعطاف پذیر استفاده کرد؟
A: بله ✓PCB های انعطاف پذیر مس از عایق پلی آمید استفاده می کنند که امکان خم شدن (قطر 1 میلی متر) را برای سنسورهای پوشیدنی یا صفحه نمایش های صنعتی منحنی فراهم می کند.

س3: حداکثر قدرت PCB های پایه مس چیست؟
A: طرح های استاندارد تا 500W را مدیریت می کنند؛ طرح های سفارشی با پایه های مس 10 میلی متر و عایق سرامیکی می توانند 1kW + را مدیریت کنند.

سوال 4: PCB های مس پایه در مقایسه با PCB های سرامیکی در هزینه چگونه هستند؟
ج: PCB های مس 1/3 ⁄ 2 بیشتر از PCB های سرامیکی هزینه می کنند در حالی که 80٪ از عملکرد حرارتی را ارائه می دهند که آنها را برای اکثر کاربردهای صنعتی مقرون به صرفه تر می کند.

س5: آیا PCB های مس مطابق با RoHS هستند؟
ج: بله ٬ صادرکنندگان معتبر از مس بدون سرب، مواد عایق بندی و پوشش های سطحی استفاده می کنند، اطمینان از انطباق با مقررات RoHS و REACH.

نتیجه گیری
PCB های مس پایه یک راه حل حیاتی برای الکترونیک صنعتی هستند که نیاز به مدیریت حرارتی برتر، ظرفیت جریان بالا و دوام دارند.توانایی آنها برای ادغام یک بخارگر به طور مستقیم در PCB از بین می برد اجزای خنک کننده خارجی، کاهش پیچیدگی سیستم و هزینه.

برای خریداران جهانی، همکاری با صادرکنندگان با تجربه مانند LT CIRCUIT یا Kingboard دسترسی به تخته های سفارشی و با کیفیت بالا را که با استانداردهای سخت صنعتی مطابقت دارند، تضمین می کند.اگر شما در حال طراحی یک سیستم LED با قدرت بالا هستید، یک شارژر EV، یا یک محرک موتور صنعتی، PCB های پایه مس قابلیت اطمینان لازم برای رشد در محیط های خشن را ارائه می دهند.

در حالی که صنایع مانند خودروهای الکتریکی و انرژی های تجدید پذیر به رشد خود ادامه می دهند، تقاضا برای PCB های مس پایه فقط افزایش خواهد یافت.شما می توانید الکترونیک هایی را بسازید که حتی در سخت ترین شرایط قابل اعتماد عمل کنند..