PCB Tembaga Berat: Produsen Terkemuka, Aplikasi & Penggunaan Industri

Citra-citra yang dibuat oleh pelanggan

Heavy copper PCBs (diartikan oleh lapisan tembaga tebal mereka (3oz atau lebih) adalah tulang punggung elektronik bertenaga tinggi, memungkinkan transfer arus besar dalam desain kompak.Tidak seperti PCB standar (1 ¢ 2oz tembaga), papan khusus ini memberikan konduktivitas termal yang superior, kekuatan mekanik, dan kapasitas membawa arus,membuat mereka sangat diperlukan dalam industri mulai dari energi terbarukan hingga kedirgantaraanDengan meningkatnya permintaan untuk perangkat bertenaga tinggi (misalnya, pengisi daya kendaraan listrik, penggerak motor industri), PCB tembaga berat telah menjadi teknologi penting.dengan produsen top mendorong batas-batas apa yang mungkin dalam hal ketebalan (hingga 20oz) dan kompleksitas desain.

Panduan ini mengeksplorasi peran utama PCB tembaga berat, menyoroti produsen terkemuka, aplikasi inti di seluruh industri,dan keuntungan unik yang membuat mereka penting untuk sistem daya tinggiApakah Anda merancang inverter daya 500A atau sirkuit militer yang kokoh, memahami teknologi tembaga berat akan membantu Anda mengoptimalkan kinerja, keandalan, dan biaya.

Hal-Hal Utama
1Definisi: PCB tembaga berat memiliki lapisan tembaga 3oz (105μm) atau lebih, dengan desain canggih yang mendukung hingga 20oz (700μm) untuk aplikasi daya ekstrim.
2Keuntungan: Penanganan arus yang ditingkatkan (hingga 1000A), disipasi panas yang superior (3 kali lebih baik daripada PCB standar), dan kekuatan mekanik yang meningkat untuk lingkungan yang keras.
3Produsen teratas: LT CIRCUIT, TTM Technologies, dan AT&S memimpin dalam produksi tembaga berat, menawarkan kemampuan dari 3oz hingga 20oz dengan toleransi yang ketat.
4.Aplikasi: Dominan dalam pengisian EV, mesin industri, energi terbarukan, dan kedirgantaraan di mana daya tinggi dan keandalan tidak dapat dinegosiasikan.
5Pertimbangan Desain: Membutuhkan manufaktur khusus (pemasangan tembaga tebal, penggoresan terkontrol) dan kemitraan dengan produsen berpengalaman untuk menghindari cacat seperti lubang atau pemasangan yang tidak merata.

Apa Itu PCB Tembaga Berat?
PCB tembaga berat didefinisikan oleh konduktor tembaga tebalnya, yang melebihi standar 1 ′′ 2 oz (35 ′′ 70 μm) dari sebagian besar elektronik konsumen.

1Kapasitas arus tinggi: jejak tembaga tebal meminimalkan resistensi, memungkinkan mereka untuk membawa ratusan ampere tanpa overheating.
2Konduktivitas termal yang superior: Konduktivitas termal tembaga yang tinggi (401 W/m·K) menyebarkan panas dari komponen, mengurangi titik panas.
4Ketahanan mekanik: Tembaga tebal memperkuat jejak, membuatnya tahan terhadap getaran, siklus panas, dan stres fisik.

PCB tembaga berat bukan hanya “lebih tebal” versi papan standar “mereka membutuhkan teknik manufaktur khusus, termasuk plating tembaga asam, pengetikan terkontrol, dan laminasi diperkuat,untuk memastikan ketebalan dan adhesi yang seragam.

Produsen PCB Tembaga Berat Teratas
Memilih produsen yang tepat sangat penting untuk PCB tembaga berat, karena produksi mereka menuntut presisi dan keahlian.
1. LT Sirkuit
Kapasitas: 3oz hingga 20oz tembaga, desain 4 ′′ 20 lapisan, dan toleransi ketat (± 5% pada ketebalan tembaga).
Kekuatan utama:

a.Lini pemasangan tembaga asam internal untuk deposisi tembaga tebal seragam.
b. Proses etching canggih untuk mempertahankan 5/5 mil jejak / ruang bahkan dengan 10oz tembaga.
c.Sertifikasi: ISO 9001, IATF 16949 (otomotif), dan AS9100 (aerospace).
Aplikasi: pengisi daya EV, pasokan listrik militer, dan inverter industri.

2. TTM Technologies (AS)
Kapasitas: 3oz sampai 12oz tembaga, papan format besar (hingga 600mm × 1200mm).
Kekuatan utama:

a.Fokus pada pasar yang sangat dapat diandalkan (aerospace, pertahanan).
b. Solusi manajemen termal terintegrasi (pembekuan heat sinks).
c.Pengembalian cepat (2-3 minggu untuk prototipe).
Aplikasi: Distribusi tenaga pesawat, sistem angkatan laut.

3. AT&S (Austria)
Kapasitas: 3oz sampai 15oz tembaga, HDI desain tembaga berat.
Kekuatan utama:

a.Keterampilan dalam menggabungkan tembaga berat dengan jejak pitch halus (untuk desain sinyal campuran).
b.Manufaktur berkelanjutan (100% energi terbarukan).
c.Fokus otomotif (bersertifikat IATF 16949).
Aplikasi: powertrain kendaraan listrik, sistem ADAS.

4. Unimicron (Taiwan)
Kapasitas: 3oz sampai 10oz tembaga, produksi volume tinggi (100k + unit / bulan).
Kekuatan utama:

a.Produksi massal yang hemat biaya untuk perangkat bertenaga tinggi yang ditujukan kepada konsumen.
b.Pengujian lanjutan (siklus termal, getaran) untuk keandalan.
Aplikasi: Sistem penyimpanan energi rumah, komponen jaringan pintar.

Keuntungan Utama PCB Tembaga Berat
PCB tembaga berat lebih baik daripada PCB standar dalam aplikasi bertenaga tinggi, menawarkan manfaat yang secara langsung mempengaruhi keandalan dan kinerja:

1. Penanganan arus yang lebih tinggi
Jejak tembaga tebal meminimalkan resistensi (Hukum Ohm), memungkinkan mereka untuk membawa arus yang jauh lebih banyak daripada jejak standar.

a. Sebuah 5mm lebar, 3oz jejak tembaga membawa 60A dengan kenaikan suhu 10 ° C.
b. Sebuah jejak 1 oz standar dengan lebar yang sama hanya membawa 30A ¢ setengah arus.

Kemampuan ini sangat penting untuk pengisi daya kendaraan listrik (300A), tukang las industri (500A), dan catu daya pusat data (200A).

2. Manajemen Termal Superior
Konduktivitas termal tembaga yang tinggi (401 W/m·K) membuat PCB tembaga berat menjadi penyebar panas yang sangat baik:

a. Pesawat tembaga 10oz menghilangkan panas 3x lebih cepat daripada pesawat 1oz, mengurangi suhu komponen sebesar 20-30 °C.
b.Dikombinasikan dengan vias termal, tembaga berat menciptakan jalur panas yang efisien dari komponen panas (misalnya, MOSFET) ke pesawat pendingin.

Studi kasus: Inverter surya 250W menggunakan 5oz PCB tembaga berjalan 15 ° C lebih dingin daripada desain yang sama dengan 1oz tembaga, memperpanjang umur kapasitor 2x.

3. Kekuatan Mekanis Ditingkatkan
Tembaga tebal memperkuat jejak, membuat mereka tahan terhadap:

a. Getaran: 3 oz jejak tembaga bertahan 20G getaran (MIL-STD-883H) tanpa retak, dibandingkan dengan 10G untuk 1 oz jejak.
b.Thermal Cycling: Tahan 1.000+ siklus (-40°C sampai 125°C) dengan kelelahan minimal, penting untuk penggunaan otomotif dan aerospace.
c. Tekanan fisik: Pad tembaga tebal menahan kerusakan dari penempatan konektor berulang (misalnya, dalam konektor industri).

4. Ukuran Papan yang Dikurangi
Tembaga berat memungkinkan desainer untuk menggunakan jejak yang lebih sempit untuk arus yang sama, mengecilkan ukuran papan:

a.A 60A arus membutuhkan 10mm lebar 1oz jejak tapi hanya 5mm lebar 3oz jejak –menyimpan 50% ruang.

Miniaturisasi ini sangat penting untuk perangkat kompak seperti pengisi daya EV dan alat-alat industri portabel.

Aplikasi di Seluruh Industri
PCB tembaga berat adalah transformatif di sektor di mana kekuatan tinggi dan keandalan sangat penting:
1Energi Terbarukan
a.Inverter surya: Mengubah DC dari panel ke AC, menangani arus 100 500A dengan 3 10oz tembaga.
b. Pengontrol Turbin Angin: Mengelola sistem pitch dan yaw, menggunakan tembaga 512oz untuk menahan getaran dan perubahan suhu.
c. Sistem penyimpanan energi (ESS): Bank baterai pengisian/pengeluaran, membutuhkan 3 ̊5oz tembaga untuk arus 100 ̊200A.

2. Kendaraan Otomotif & Kendaraan Listrik
a.Stasiun Pengisian EV: Pengisi cepat DC (150~350kW) menggunakan tembaga 5~10oz untuk jalur daya tegangan tinggi (800V).
b. Sistem Manajemen Baterai (BMS): Sel keseimbangan dalam baterai EV, dengan tembaga 3 ̊5oz untuk menangani 50 ̊100A.
c.Powertrains: Inverter yang mengubah DC menjadi AC untuk motor, mengandalkan 5 ̊15oz tembaga untuk arus 200 ̊500A.

3. Mesin Industri
a. Penggerak Motor: Mengontrol motor AC/DC di pabrik, menggunakan 3 ̊5oz tembaga untuk arus 60 ̊100A.
b. Peralatan pengelasan: Mengirim arus tinggi (100 500A) ke busur pengelasan, membutuhkan 10 20oz tembaga.
c. Robotika: Tangan robot bertenaga berat, dengan jejak tembaga 3 ̊5oz yang menahan kelelahan akibat getaran.

4. Aerospace & Pertahanan
Distribusi Daya Pesawat: Mendistribusikan daya 115V AC/28V DC, menggunakan tembaga 512oz untuk 50200A.
b. Kendaraan Militer: Sistem kendaraan lapis baja (komunikasi, senjata) bergantung pada tembaga 10-15oz untuk keandalan yang kokoh.
c.Sistem Daya Satelit: Mengelola energi panel surya, dengan 3 ̊5oz tembaga untuk menangani 20 ̊50A dalam kondisi vakum.

Tantangan dan Solusi Manufaktur
Produksi PCB tembaga berat lebih kompleks daripada PCB standar, dengan tantangan unik yang membutuhkan solusi khusus:

1. Seragam Plating
Tantangan: Mencapai ketebalan tembaga yang merata di area yang luas, menghindari "tepi tebal" atau lubang.
Solusi: Lapisan tembaga asam dengan kontrol kepadatan arus dan agitasi berkala untuk memastikan deposisi yang seragam.

2. Ketik Presisi
Tantangan: Mengukir tembaga tebal tanpa memotongnya (menghilangkan bekas yang terlalu banyak).
Solusi: Etchants terkontrol (misalnya, tembaga klorida) dengan waktu yang tepat, dan inspeksi pasca-etch melalui AOI.

3. Integritas Laminasi
Tantangan: Mencegah delaminasi antara lapisan tembaga tebal dan substrat.
Solusi: Laminasi bertekanan tinggi (400-500 psi) dan foil tembaga pra panggang untuk menghilangkan kelembaban.

4. Tekanan Termal
Tantangan: Perbedaan ekspansi antara tembaga tebal dan substrat selama pemanasan.
Solusi: Menggunakan substrat CTE rendah (misalnya, FR-4 yang diisi keramik) dan merancang dengan relief termal.

Desain Praktik Terbaik untuk PCB Tembaga Berat
Untuk memaksimalkan kinerja dan menghindari masalah manufaktur, ikuti pedoman ini:

1.Optimize Trace Width: Gunakan perhitungan IPC-2221 untuk ukuran jejak untuk peningkatan arus dan suhu.
2.Incorporate Thermal Reliefs: Tambahkan “neckdowns” pada koneksi pad untuk mengurangi tekanan termal selama pengelasan.
3. Gunakan lubang melalui plated (PTH): Pastikan vias cukup besar (≥ 0,8 mm) untuk menampung plating tembaga tebal.
4.Specify Tolerances: Minta toleransi ketebalan tembaga ±5% untuk jalur daya kritis.
5Berkolaborasi dengan produsen: melibatkan pemasok seperti LT CIRCUIT selama desain untuk mengatasi kemampuan manufaktur (misalnya, jejak / ruang minimum untuk tembaga 10oz).

FAQ
T: Berapa jumlah minimum jejak/ruang untuk PCB tembaga berat?
A: Untuk 3oz tembaga, 5/5 mil (125/125μm) adalah standar. Untuk 10oz tembaga, 8/8 mil adalah khas, meskipun produsen canggih seperti LT CIRCUIT dapat mencapai 6/6 mil.

T: Apakah PCB tembaga berat kompatibel dengan pengelasan bebas timbal?
A: Ya, tapi tembaga tebal bertindak sebagai heat sink ̊meningkatkan waktu pengelasan sebesar 20-30% untuk memastikan pelembapan yang tepat.

T: Berapa harga PCB tembaga berat dibandingkan dengan PCB standar?
A: 3oz PCB tembaga biaya 30~50% lebih dari 1oz PCB, dengan 10oz + desain biaya 2~3x lebih karena pengolahan khusus.

T: Bisakah PCB tembaga berat digunakan dengan teknologi HDI?
A: Ya, produsen seperti AT&S menawarkan desain HDI tembaga berat, menggabungkan microvias dengan tembaga tebal untuk sistem sinyal campuran (kekuatan + kontrol).

T: Apa suhu operasi maksimum untuk PCB tembaga berat?
A: Dengan substrat Tg tinggi (180°C+), mereka beroperasi secara andal hingga 125°C, dengan toleransi jangka pendek untuk 150°C.

Kesimpulan
PCB tembaga berat sangat penting untuk elektronik bertenaga tinggi yang mendorong energi terbarukan, otomotif, dan revolusi industri.dan tahan lingkungan yang keras membuat mereka tak tergantikan dalam aplikasi di mana kegagalan bukan pilihan.

Dengan bermitra dengan produsen terkemuka seperti LT CIRCUIT yang menggabungkan keahlian dalam plating tembaga tebal dengan kontrol kualitas yang ketat insinyur dapat memanfaatkan papan ini untuk membangun lebih efisien, kompak,dan sistem yang dapat diandalkan. Karena kepadatan daya terus meningkat (misalnya, EV 800V, inverter surya 1MW), PCB tembaga berat akan tetap menjadi landasan desain daya tinggi,memungkinkan teknologi yang membentuk masa depan kita.