จะใช้น้ำหนักทองแดงเพื่อผลิต PCB ระดับไฮเอนด์ได้อย่างไร

ด้วยเหตุผลหลายประการ โครงการผลิต PCB จึงมีหลายประเภทที่ต้องการน้ำหนักทองแดงเฉพาะ เราได้รับคำถามจากลูกค้าที่ไม่คุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องน้ำหนักทองแดงเป็นครั้งคราว บทความนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ นอกจากนี้ ข้อมูลต่อไปนี้ยังรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของน้ำหนักทองแดงต่างๆ ในกระบวนการประกอบ PCB และเราหวังว่าข้อมูลนี้จะเป็นประโยชน์แม้กับลูกค้าที่คุ้นเคยกับแนวคิดนี้อยู่แล้ว ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับกระบวนการของเราช่วยให้คุณสามารถวางแผนกำหนดการผลิตและต้นทุนโดยรวมได้ดีขึ้น

คุณสามารถนึกถึงน้ำหนักของทองแดงว่าเป็นความหนาหรือความสูงของร่องรอยทองแดง ซึ่งเป็นมิติที่สามที่ข้อมูลชั้นทองแดงของไฟล์ Gerber ไม่ได้พิจารณา หน่วยการวัดคือออนซ์ต่อตารางฟุต (oz / ft2) โดยที่ทองแดง 1.0 ออนซ์จะถูกแปลงเป็นความหนา 140 มิล (35 ไมโครเมตร)

PCB ทองแดงหนามักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังหรืออุปกรณ์ใดๆ ที่อาจประสบปัญหาจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เส้นสายที่หนาขึ้นสามารถให้ความทนทานที่มากขึ้น และยังสามารถช่วยให้เส้นสายส่งกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยไม่เพิ่มความยาวหรือความกว้างของเส้นสายให้อยู่ในระดับที่ไร้สาระ ที่อีกด้านหนึ่งของสมการ บางครั้งน้ำหนักทองแดงที่เบากว่าจะถูกระบุเพื่อให้ได้ค่าอิมพีแดนซ์การติดตามที่เฉพาะเจาะจง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ความยาวหรือความกว้างของการติดตามที่น้อยมาก ดังนั้น เมื่อคำนวณความกว้างของการติดตาม จึงจำเป็นต้องกรอก "น้ำหนักทองแดง"

ค่าน้ำหนักทองแดงที่ใช้กันมากที่สุดคือ 1.0 ออนซ์ ครบครันเหมาะกับโครงการส่วนใหญ่ ในบทความนี้หมายถึงการชุบน้ำหนักทองแดงเริ่มต้นให้มีค่าสูงขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต PCB เมื่อระบุใบเสนอราคาน้ำหนักทองแดงที่ต้องการให้กับทีมขายของเรา โปรดระบุค่าสุดท้าย (ชุบ) ของน้ำหนักทองแดงที่ต้องการ

PCB ทองแดงหนาถือเป็น PCB ที่มีความหนาของทองแดงด้านนอกและด้านในตั้งแต่ 3 ออนซ์/ฟุต2 ถึง 10 ออนซ์/ฟุต2 น้ำหนักทองแดงของ PCB ทองแดงหนักที่ผลิตได้มีตั้งแต่ 4 ออนซ์ต่อตารางฟุตถึง 20 ออนซ์ต่อตารางฟุต น้ำหนักทองแดงที่ดีขึ้น ประกอบกับชั้นชุบที่หนาขึ้นและวัสดุพิมพ์ที่เหมาะสมในรูทะลุ สามารถเปลี่ยนแผงวงจรที่อ่อนแอให้กลายเป็นแพลตฟอร์มการเดินสายที่ทนทานและเชื่อถือได้ ตัวนำทองแดงที่มีน้ำหนักมากจะช่วยเพิ่มความหนาของ PCB ทั้งหมดได้อย่างมาก ควรพิจารณาความหนาของทองแดงในระหว่างขั้นตอนการออกแบบวงจร ความสามารถในการรองรับกระแสไฟถูกกำหนดโดยความกว้างและความหนาของทองแดงหนัก

 

ค่าน้ำหนักทองแดงที่สูงขึ้นไม่เพียงแต่จะเพิ่มทองแดงเท่านั้น แต่ยังทำให้น้ำหนักและเวลาในการขนส่งเพิ่มขึ้นที่จำเป็นสำหรับแรงงาน วิศวกรรมกระบวนการ และการประกันคุณภาพ ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นและเวลาในการจัดส่งที่เพิ่มขึ้น ขั้นแรก ต้องใช้มาตรการเพิ่มเติมเหล่านี้ เนื่องจากการเคลือบทองแดงเพิ่มเติมบนลามิเนตต้องใช้เวลาในการแกะสลักนานกว่า และต้องเป็นไปตามหลักเกณฑ์ DFM ที่เฉพาะเจาะจง น้ำหนักทองแดงของแผงวงจรยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนด้วย ทำให้แผงวงจรดูดซับความร้อนได้เร็วขึ้นในระหว่างขั้นตอนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ของการประกอบ PCB

แม้ว่าจะไม่มีคำจำกัดความมาตรฐานสำหรับทองแดงหนัก แต่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าหากใช้ทองแดงตั้งแต่ 3 ออนซ์ (ออนซ์) ขึ้นไปบนชั้นภายในและภายนอกของแผงวงจรพิมพ์ จะเรียกว่า PCB ทองแดงหนัก วงจรใดๆ ที่มีความหนาของทองแดงเกิน 4 ออนซ์ต่อตารางฟุต (ft2) ก็จัดเป็น PCB ทองแดงชนิดหนักเช่นกัน ทองแดงที่รุนแรงหมายถึง 20 ถึง 200 ออนซ์ต่อตารางฟุต

ประโยชน์หลักของแผงวงจรทองแดงหนักคือความสามารถในการทนต่อกระแสที่มากเกินไป อุณหภูมิสูง และรอบความร้อนซ้ำๆ บ่อยครั้ง ซึ่งสามารถทำลายแผงวงจรแบบเดิมได้ภายในไม่กี่วินาที แผ่นทองแดงที่หนักกว่ามีความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ซึ่งทำให้เข้ากันได้กับการใช้งานภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศและการบินและอวกาศ ข้อดีอื่นๆ ของแผงวงจรทองแดงหนัก ได้แก่:

เนื่องจากมีน้ำหนักทองแดงหลายตัวบนชั้นวงจรเดียวกัน ขนาดของผลิตภัณฑ์จึงมีขนาดกะทัดรัด
ทองแดงหนาที่ชุบผ่านรูจะส่งกระแสไฟสูงผ่าน PCB และช่วยถ่ายเทความร้อนไปยังแผงระบายความร้อนภายนอก
หม้อแปลงระนาบความหนาแน่นกำลังสูงในอากาศ

แผงวงจรพิมพ์ทองแดงหนาสามารถใช้งานได้หลายวัตถุประสงค์ เช่น หม้อแปลงระนาบ การกระจายความร้อน การกระจายพลังงานสูง ตัวแปลงกำลัง ฯลฯ ความต้องการบอร์ดเคลือบทองแดงหนาในคอมพิวเตอร์ รถยนต์ การทหาร และการควบคุมทางอุตสาหกรรมยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง แผงวงจรพิมพ์ทองแดงหนายังใช้สำหรับ:

แหล่งจ่ายไฟ
การใช้ไฟฟ้า
อุปกรณ์เชื่อม
อุตสาหกรรมยานยนต์
ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ ฯลฯ

ตามความต้องการในการออกแบบต้นทุนการผลิต PCB ทองแดงหนักจะสูงกว่า PCB ทั่วไป ดังนั้น ยิ่งการออกแบบมีความซับซ้อนมากเท่าใด ต้นทุนในการผลิต PCB ทองแดงหนักก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น