Birçok nedenden dolayı, belirli bakır ağırlıkları gerektiren birçok farklı türde PCB üretim projesi vardır. Zaman zaman bakır ağırlığı kavramına aşina olmayan müşterilerimizden sorular alıyoruz, bu nedenle bu makale bu sorunları çözmeyi amaçlamaktadır. Ayrıca aşağıda farklı bakır ağırlıklarının PCB montaj süreci üzerindeki etkisine ilişkin bilgiler yer almaktadır ve bu bilgilerin, konsepte zaten aşina olan müşteriler için bile faydalı olacağını umuyoruz. Sürecimizi derinlemesine anlamak, üretim programını ve genel maliyeti daha iyi planlamanıza olanak sağlayabilir.
Bakırın ağırlığını, Gerber dosyasının bakır katman verilerinin dikkate almadığı üçüncü boyut olan bakır izinin kalınlığı veya yüksekliği olarak düşünebilirsiniz. Ölçüm birimi metrekare başına onstur (oz / ft2), burada 1,0 ons bakır 140 mil (35 μm) kalınlığa dönüştürülür.
Ağır bakır PCB'ler genellikle güç elektroniği ekipmanlarında veya zorlu ortamlardan zarar görebilecek herhangi bir ekipmanda kullanılır. Daha kalın izler daha fazla dayanıklılık sağlayabilir ve aynı zamanda izin uzunluğunu veya genişliğini saçma bir düzeye çıkarmadan izin daha fazla akım taşımasını da sağlayabilir. Denklemin diğer ucunda, çok küçük iz uzunluklarına veya genişliklerine ihtiyaç duymadan belirli bir iz empedansını elde etmek için bazen daha hafif bakır ağırlıkları belirtilir. Bu nedenle iz genişliği hesaplanırken “bakır ağırlığı” doldurulması zorunlu bir alandır.
En yaygın kullanılan bakır ağırlık değeri 1,0 onstur. Eksiksiz, çoğu projeye uygun. Bu yazıda PCB üretim sürecinde başlangıçtaki bakır ağırlığının daha yüksek bir değere kaplanması anlatılmaktadır. Satış ekibimize gerekli bakır gramajı teklifini belirtirken lütfen gerekli bakır gramajının nihai (kaplamalı) değerini belirtiniz.
Kalın bakır PCB'ler, dış ve iç bakır kalınlıkları 3 oz/ft2 ile 10 oz/ft2 arasında değişen PCB'ler olarak kabul edilir. Üretilen ağır bakır PCB'nin bakır ağırlığı, metrekare başına 4 ons ila metrekare başına 20 ons arasında değişmektedir. Geliştirilmiş bakır ağırlığı, daha kalın bir kaplama katmanı ve geçiş deliğinde uygun bir alt tabaka ile birleştiğinde, zayıf bir devre kartını dayanıklı ve güvenilir bir kablolama platformuna dönüştürebilir. Ağır bakır iletkenler tüm PCB'nin kalınlığını büyük ölçüde artıracaktır. Devre tasarımı aşamasında bakırın kalınlığı her zaman dikkate alınmalıdır. Akım taşıma kapasitesi ağır bakırın genişliği ve kalınlığına göre belirlenir.
Daha yüksek bir bakır ağırlık değeri yalnızca bakırın kendisini artırmakla kalmayacak, aynı zamanda işçilik, proses mühendisliği ve kalite güvencesi için ilave nakliye ağırlığına ve süreye neden olacak, bu da maliyetlerin artmasına ve teslimat süresinin uzamasına yol açacaktır. Öncelikle bu ek önlemlerin alınması gerekiyor çünkü laminat üzerindeki ilave bakır kaplama daha fazla aşındırma süresi gerektiriyor ve özel DFM kurallarına uygun olması gerekiyor. Devre kartının bakır ağırlığı aynı zamanda termal performansını da etkileyerek PCB düzeneğinin yeniden akışlı lehimleme aşamasında devre kartının ısıyı daha hızlı emmesine neden olur.
Ağır bakırın standart bir tanımı olmamasına rağmen, bir baskılı devre kartının iç ve dış katmanlarında 3 ons (oz) veya daha fazla bakır kullanılması durumunda buna ağır bakır PCB adı verildiği genel olarak kabul edilir. Bakır kalınlığı metrekare başına 4 onsu (ft2) aşan herhangi bir devre de ağır bakır PCB olarak sınıflandırılır. Aşırı bakır, metrekare başına 20 ila 200 ons anlamına gelir.
Ağır bakır devre kartlarının temel faydası, geleneksel devre kartlarını birkaç saniye içinde tahrip edebilen aşırı akımlara, yüksek sıcaklıklara ve tekrarlanan termal döngülere sık sık maruz kalma yetenekleridir. Daha ağır olan bakır levhanın yüksek taşıma kapasitesi, savunma ve havacılık sanayi ürünleri gibi zorlu koşullardaki uygulamalarla uyumlu olmasını sağlıyor. Ağır bakır devre kartlarının diğer bazı avantajları şunlardır:
Aynı devre katmanındaki birden fazla bakır ağırlığı nedeniyle ürün boyutu kompakttır
Ağır bakır kaplamalı delikler, yüksek akımı PCB'den geçirir ve ısının harici ısı emiciye aktarılmasına yardımcı olur
Havadan yüksek güç yoğunluğuna sahip düzlemsel transformatör
Ağır bakır baskılı devre kartları düzlemsel transformatörler, ısı dağıtımı, yüksek güç dağıtımı, güç dönüştürücüler vb. gibi birçok amaç için kullanılabilir. Bilgisayarlarda, otomobillerde, askeri ve endüstriyel kontrolde ağır bakır kaplı kartlara olan talep artmaya devam ediyor. Ağır bakır baskılı devre kartları ayrıca aşağıdaki amaçlarla da kullanılır:
Güç kaynağı
Elektrik dağıtımı
Kaynak ekipmanı
Otomobil endüstrisi
Güneş paneli üreticileri vb.
Tasarım gereksinimlerine göre, ağır bakır PCB'nin üretim maliyeti sıradan PCB'den daha yüksektir. Bu nedenle tasarım ne kadar karmaşık olursa, ağır bakır PCB'lerin üretim maliyeti de o kadar yüksek olur.