Produttore cinese di PCB a 14 strati in rame pesante per schede ad alta corrente

Capacità di realizzazione di PCB a 14 strati in rame pesante e impilamento misto del rame

 

Una scheda di alimentazione personalizzata a quattordici strati può utilizzare rame spesso solo sugli strati interni ed esterni ad alta corrente, riservando rame più sottile per il routing digitale/analogico di precisione. Questo approccio con spessori di rame misti offre spesso un equilibrio più gestibile in fase di produzione rispetto alla specifica del massimo spessore di rame su ogni strato. Highleap esamina ogni progetto in termini di isolamento, geometria di incisione finale, quantità di resina necessaria per il riempimento, placcatura dei fori e spessore fisico.

Le informazioni relative alla capacità di produzione di circuiti stampati multistrato rigidi indicano limiti di 60 strati e 10 once di rame come parametri distinti validi per l'intera fabbrica. Un circuito stampato specifico a 14 strati in rame pesante deve comunque superare la revisione di produzione per quanto riguarda la distribuzione del rame, lo spessore, il rapporto di aspetto della foratura, la stabilità della laminazione, le dimensioni del pannello di fabbricazione e la classe di qualità richiesta. Il nostro preventivo deve indicare le specifiche effettive del rame finito e qualsiasi modifica che richieda l'autorizzazione del cliente.

Rispetto a una tradizionale PCB rigida a quattordici strati , i conduttori di alimentazione interni di spessore elevato impongono esigenze diverse in termini di bilanciamento del rame, flusso della resina di laminazione e spaziatura di incisione. Il disegno dovrebbe quindi distinguere il rame per i segnali normali dagli strati specifici che devono trasportare una corrente maggiore.

Peso misto del rame, rame pesante selettivo e impilamento a 14 strati

Una configurazione di stratificazione producibile deve tenere conto dell'altezza fisica del rame e del volume di resina sopra ogni strato modellato. Tracce e piani spessi lasciano canali profondi tra i conduttori che devono essere riempiti durante la laminazione senza vuoti. Il rame spesso richiede inoltre una maggiore compensazione dell'incisione e una maggiore distanza rispetto a un sottile strato di segnale in lamina. Il peso del rame deve essere specificato come rame finito, laddove pertinente , e non semplicemente come indicato sull'etichetta della lamina iniziale.

Una distribuzione asimmetrica del rame può peggiorare la flessione e la torsione, soprattutto in seguito a cicli termici ripetuti. L'equilibrio tra nucleo e preimpregnato, la densità locale del rame e la sequenza di laminazione devono essere approvati in base al profilo finale del circuito stampato e ai requisiti dei connettori. Per le costruzioni con piani interni insolitamente spessi, il nostro servizio di laminazione multistrato per PCB rappresenta un valido riferimento ingegneristico.

Revisione del file DFM e di produzione del rame pesante

Prima della fabbricazione, registrare il peso finale del rame per strato e separare le reti di alimentazione dalle regioni di segnale dense. Verificare le distanze minime tra il rame e il substrato, gli spazi tra il foro e il rame, lo spessore previsto della parete del foro, il contorno del circuito stampato, i requisiti di isolamento e qualsiasi area di placcatura selettiva. Una costruzione con molto rame può non superare la revisione CAM anche quando il conteggio nominale di 14 strati è di routine, soprattutto se le tracce di controllo strette sono state disegnate con linee di incisione per rame sottile.

Il processo di produzione potrebbe richiedere una compensazione di incisione aggiuntiva, un volume di resina maggiore o una configurazione dielettrica modificata per soddisfare i requisiti rilasciati. La revisione DFM (Design for Manufacturing) dei PCB di Highleap può segnalare queste caratteristiche. Se il progetto ad alta corrente utilizza anche via cieche/interrate, il processo di produzione dei PCB HDI necessita di una revisione di compatibilità indipendente anziché del semplice riutilizzo di un normale programma di pressatura per rame pesante.

Un fornitore può esaminare le tolleranze di incisione e il volume di resina preimpregnata rispetto al modello metallico effettivo. Laddove diverse vie distribuiscono la corrente tra i piani, è necessario che l'array di vie, la finitura dei fori e i criteri di placcatura siano accettati come un sistema. Un'affermazione isolata come "il rame da 4 once gestisce 20 A" sarebbe fuorviante perché la larghezza della traccia, la temperatura e il trasferimento di calore influenzano fortemente la capacità di corrente.

Peso del rame, capacità di corrente e gestione termica

La capacità di corrente non è determinata unicamente dal peso del rame. La sezione trasversale della traccia, la lunghezza, l'aumento di temperatura consentito, l'ambiente circostante del conduttore, i piani adiacenti e la dissipazione del calore influiscono tutti sul risultato. Una traccia da 4 once di una determinata larghezza e lunghezza non ha una corrente nominale universale che può essere copiata su un'altra scheda. L'OEM deve fornire i requisiti di corrente e temperatura, insieme a qualsiasi analisi termica applicabile e alla politica di declassamento.

Highleap è in grado di valutare i piani di alimentazione, i percorsi di rame paralleli, le matrici di via termiche e la diffusione locale del calore rispetto allo stack esistente. Se un progetto richiede anche un dissipatore di calore meccanico o un inserto metallico, la geometria esatta del componente e il percorso di processo devono essere confermati separatamente; l'incorporazione di monete o blocchi di rame non dovrebbe mai essere considerata standard in ogni struttura a quattordici strati di rame pesante.

Fori placcati, connessioni ad alta corrente e distanza elettrica

I circuiti stampati ad alta potenza possono richiedere transizioni di corrente elevate e affidabili attraverso fori metallizzati o array di via progettati con cura. Lo spessore della parete del foro metallizzato, il diametro del pad disponibile, la foratura finale, il rapporto d'aspetto e la distanza dai domini di alimentazione adiacenti devono essere progettati come un unico sistema. Un PCB spesso con fori piccoli ha requisiti di metallizzazione più stringenti rispetto a un circuito stampato sottile, anche se il peso del rame in altre parti rimane invariato.

Per i connettori di alimentazione o di segnale a pressione, specificare le dimensioni finali della finestra del foro metallizzato e la procedura di inserimento del produttore del componente. La pagina di Highleap relativa alle capacità di montaggio rigido pubblica una tolleranza generale per i connettori a pressione, ma la tolleranza per la scheda specifica deve dipendere dal suo spessore, dalla placcatura e dalle condizioni del foro, nonché dal sistema di connettori. Se il layout include placcatura selettiva dei bordi, terminali o slot speciali, allegare un disegno meccanico/di finitura separato.

Applicazioni e assemblaggio di PCB ad alto contenuto di rame

Le strutture a quattordici strati di rame pesante possono essere utilizzate per schede di controllo e interfaccia di inverter solari, elettronica di controllo della potenza delle turbine eoliche, apparecchiature di ricarica per veicoli elettrici, sistemi di accumulo di energia a batteria, azionamenti per motori, moduli di distribuzione dell'energia e controllo industriale ad alta corrente . La costruzione a quattordici strati consente la coesistenza di segnali di controllo, funzioni di protezione, circuiti di misura isolati e rame ad alta corrente, laddove la progettazione elettrica e di produzione lo permetta.

Non tutti i prodotti ad alta potenza necessitano di un PCB a quattordici strati di rame pesante. Un substrato di potenza separato, una barra di distribuzione e un controller multistrato possono essere più appropriati quando le correnti di commutazione o i carichi termici sono estremi. Highleap può coordinare la fabbricazione di PCB per l'elettronica di potenza correlati all'interno di un set di schede OEM più ampio; l'architettura di sistema del cliente determina quali funzioni appartengono a questa scheda e quali devono rimanere separate.

Assemblaggio di PCB in rame pesante e saldatura ad alta massa termica

L'assemblaggio di una scheda a quattordici strati di rame pesante può richiedere particolare attenzione alla distribuzione del calore, ai terminali di grandi dimensioni e all'elevata massa termica. I profili di saldatura SMT, il fissaggio dei connettori di alimentazione, la saldatura selettiva e i controlli elettrici post-assemblaggio devono essere pianificati insieme al processo di fabbricazione. Un profilo di rifusione generico per una piccola scheda FR-4 a due strati non è automaticamente adatto per spessi strati di rame di alimentazione e componenti di grandi dimensioni.

I servizi di assemblaggio PCB e integrazione dei componenti di Highleap possono essere coordinati con la realizzazione del circuito stampato nudo. A seconda del progetto, il preventivo può includere dispositivi logici BGA/QFN, terminali di alimentazione a foro passante, rivestimento protettivo e test funzionali. Il piano di test deve specificare le condizioni di carico e isolamento, la progettazione del dispositivo di fissaggio e la sicurezza dell'operatore; un test della netlist elettrica eseguito da un produttore di PCB non è un test di carico alimentato.

Controllo qualità, microsezioni e affidabilità termica

I requisiti di ispezione possono includere controlli interni di imaging e registrazione del rame, integrità della laminazione, placcatura delle pareti dei fori, distanze minime residue, spessore del circuito stampato, test di isolamento/continuità e microsezioni di elementi di alimentazione e via selezionati. Per gli assemblaggi critici, definire il campionamento per stress termico o altri test di qualificazione e i relativi campioni prima della produzione. Uno strato di rame che supera un semplice test di netlist può comunque risultare inaccettabile se la sua sezione trasversale o l'intercapedine di isolamento non rientrano nelle tolleranze di disegno.

Utilizzare la classe di prestazioni specificata da IPC-6012 per i circuiti stampati rigidi, i criteri di lavorazione applicabili e qualsiasi requisito di affidabilità dell'alimentazione specifico del cliente. Un rapporto di produzione deve essere riconducibile al materiale/pacchetto di rame effettivo e al lotto di fabbricazione. Le prestazioni di trasporto di corrente dei conduttori non sono stabilite dalla sola ispezione della lavorazione del circuito stampato nudo secondo IPC e devono essere validate dalla progettazione elettrica/termica.

Tempi di consegna, costi e pianificazione dei materiali

Il costo dipende dalla massa e dalla distribuzione del rame, dal tipo di laminato e preimpregnato, dall'incisione dello strato interno, dal riempimento della laminazione, dalla foratura/placcatura, dalla finitura, dalle dimensioni del circuito stampato, dalla quantità e dalla documentazione di ispezione prevista dal contratto. Una struttura a 14 strati con rame spesso selettivo potrebbe costare meno rispetto all'applicazione di rame spesso su tutti gli strati, ma il progetto di instradamento e isolamento deve rimanere conforme. Un controller a bassa perdita e un piano di alimentazione pesante potrebbero inoltre richiedere un materiale ibrido o profili di rame diversi, il che aumenta la complessità della produzione.

Per quanto riguarda i fattori di prezzo generali degli strati superiori, la guida ai costi e ai preventivi di fabbricazione dei PCB distingue le caratteristiche di costruzione e l'ambito di test, mentre la guida alla fabbricazione dei PCB per backplane affronta un caso diverso in cui i piani ad alta corrente devono anche supportare connettori a pressione e canali di segnale più lunghi. Per i programmi ripetuti, indicare le previsioni di produzione, i materiali approvati, le restrizioni di sostituzione e i registri di accettazione in modo che un'ipotesi di prezzo del prototipo non cambi inaspettatamente quando gli ordini aumentano.

Richiedi un preventivo per un PCB a 14 strati in rame pesante

Inviare il file Gerber/ODB++, l'ordine esatto dei 14 strati, i pesi finali del rame per strato, lo spessore complessivo, lo schema di foratura, le regole di isolamento/distanza, i requisiti di corrente e termici, i disegni dei connettori, la finitura superficiale, la quantità, la classe di qualità e i dati di accettazione richiesti. In caso di rame spesso selettivo o di un inserto di alimentazione locale, allegare un disegno costruttivo chiaramente quotato con il profilo finale del rame previsto.

Highleap è in grado di analizzare la combinazione di instradamento ad alta corrente, scelta dei materiali, placcatura, isolamento e assemblaggio a livello di scheda, per poi proporre un preventivo specifico per la realizzazione, basato su ipotesi esplicite, anziché un prezzo universale calcolato unicamente in base al quantitativo di rame utilizzato.