Китайский производитель печатных плат с 14-слойным толстым слоем меди для сильноточных плат

Возможности создания 14-слойных печатных плат с толстым слоем меди и многослойной структурой из смешанной меди.

 

В четырнадцатислойной силовой плате, изготовленной на заказ, толстый слой меди может использоваться только на внутренних и внешних слоях, пропускающих высокие токи, а более тонкий слой меди резервируется для точной цифровой/аналоговой трассировки. Такой подход с использованием разного количества меди часто обеспечивает более сбалансированные производственные характеристики, чем указание максимального количества меди на каждом слое. Компания Highleap проверяет каждую конструкцию на предмет изоляции, геометрии травления, необходимого заполнения смолой, покрытия отверстий и физической толщины.

В информации о возможностях производства жестких многослойных плат указаны ограничения на 60 слоев и 10 унций меди как отдельные параметры, действующие на всем заводе. Конкретная 14-слойная плата с толстым слоем меди должна пройти производственную проверку на распределение меди, толщину, соотношение сторон сверла, стабильность ламинирования, размер панели и требуемый класс качества. В нашем коммерческом предложении должны быть указаны фактические характеристики готовой платы с медью, а также любые изменения, требующие согласования с заказчиком.

По сравнению с традиционной четырнадцатислойной жесткой печатной платой, изготовленной на заказ , толстые внутренние силовые проводники предъявляют иные требования к балансировке меди, растеканию ламинирующей смолы и расстоянию между травильными слоями. Поэтому на чертеже следует различать обычную сигнальную медь и определенные слои, которые должны пропускать больший ток.

Смешанный вес меди, отборная тяжелая медь и 14-слойная структура.

При проектировании многослойной структуры необходимо учитывать физическую высоту медного слоя и объем смолы над каждым слоем с рисунком. Толстые дорожки и плоскости оставляют глубокие каналы между проводниками, которые необходимо заполнять во время ламинирования без образования пустот. Толстый слой меди также требует большей компенсации травления и большего зазора, чем тонкий сигнальный слой из фольги. Вес меди необходимо указывать в пересчете на готовую медь, где это применимо , а не только на исходную фольгу.

Асимметричное распределение меди может усугубить изгиб и скручивание, особенно при многократных термических циклах. Баланс сердечника и препрега, локальная плотность меди и последовательность ламинирования должны быть согласованы с окончательными требованиями к печатной плате и разъемам. Для конструкций с необычно толстыми внутренними слоями наша услуга многослойного ламинирования печатных плат является актуальным инженерным решением.

Анализ DFM-проектирования и производственной документации для производства изделий из толстой меди.

Перед изготовлением зафиксируйте конечный вес меди по слоям и отделите силовые цепи от областей с плотным сигнальным сопротивлением. Подтвердите минимальные зазоры между медью, зазоры между сверлом и медью, предполагаемую толщину стенок отверстий, контур платы, требования к изоляции и любые области с выборочным металлизацией. Изготовленная с большим количеством меди плата может не пройти проверку CAM, даже если номинальное количество слоев (14) является стандартным, особенно если узкие контрольные дорожки были нанесены с помощью тонких медных травильных линеек.

Для соответствия заявленным требованиям в процессе производства может потребоваться дополнительная компенсация травления, изменение объема смолы или диэлектрической структуры. Анализ DFM печатных плат от Highleap может выявить эти особенности. Если в конструкции с высоким током также используются глухие/скрытые переходные отверстия, то процесс производства печатных плат HDI требует независимой проверки совместимости, а не простого повторного использования обычной схемы прессования с использованием толстой меди.

Поставщик может сравнить допуски на травление и объем препреговой смолы с фактическим рисунком металлической структуры. В случаях, когда несколько переходных отверстий распределяют ток между плоскостями, необходимо, чтобы массив переходных отверстий, качество обработки отверстий и критерии покрытия были приняты как единая система. Отдельное утверждение, например, «4 унции меди выдерживают 20 А», будет вводить в заблуждение, поскольку ширина дорожек, температура и теплопередача сильно влияют на пропускную способность по току.

Вес меди, пропускная способность по току и теплоотвод.

Пропускная способность по току определяется не только весом меди. На результат влияют поперечное сечение дорожки, длина, допустимое повышение температуры, окружение проводника, смежные плоскости и отвод тепла. Дорожка толщиной 4 унции одной ширины и длины не имеет универсального номинального тока, который можно было бы скопировать на другую плату. Производитель оборудования должен предоставить требования к току и температуре, а также любые применимые данные теплового анализа и политику снижения номинальных характеристик.

Highleap может оценить силовые плоскости, параллельные медные дорожки, массивы тепловых переходных отверстий и локальное распределение тепла относительно существующей структуры. Если в конструкции также требуется механический теплоотвод или металлическая вставка, точная геометрия детали и технологический процесс должны быть подтверждены отдельно; встраивание медных элементов или блоков никогда не должно подразумеваться как стандартная практика для каждой четырнадцатислойной конструкции с толстым слоем меди.

Металлизированные отверстия, сильноточные соединения и электрический зазор

Для мощных силовых плат могут потребоваться надежные переходы высоких токов через гальванизированные отверстия или тщательно спроектированные массивы переходных отверстий. Толщина стенок гальванизированных отверстий, доступный диаметр контактных площадок, качество сверления, соотношение сторон и зазор от соседних силовых плат должны быть спроектированы как единая система. Толстая готовая печатная плата с маленькими отверстиями предъявляет более высокие требования к гальваническому покрытию, чем тонкая плата, даже если масса меди в других местах остается неизменной.

Для силовых или сигнальных разъемов с запрессовкой укажите размер отверстия с покрытием и процедуру установки, указанные производителем компонента. На странице Highleap, посвященной возможностям жестких соединений, указаны общие допуски для запрессовки, но допуск для конкретной платы должен соответствовать ее толщине, покрытию и состоянию отверстий, а также системе разъемов. Если компоновка включает выборочное покрытие кромок, клеммы или специальные пазы, приложите отдельный чертеж механической обработки/отделки.

Применение и сборка печатных плат с толстым слоем меди.

Четырнадцатислойные конструкции из толстой медной проволоки могут использоваться для плат управления и интерфейсов солнечных инверторов, электроники управления питанием ветротурбин, оборудования для зарядки электромобилей, систем хранения энергии на основе батарей, приводов двигателей, модулей распределения питания и сильноточных промышленных систем управления . Четырнадцатислойная конструкция позволяет одновременно использовать управляющие сигналы, функции защиты, изолированные измерительные цепи и сильноточные медные провода, если это позволяют электрические и производственные параметры.

Не каждому мощному устройству необходима четырнадцатислойная печатная плата с толстым слоем меди. Отдельная силовая подложка, шина и многослойный контроллер могут быть более подходящими при экстремальных коммутируемых токах или тепловых нагрузках. Компания Highleap может координировать изготовление соответствующих печатных плат силовой электроники в рамках более широкого набора OEM-плат; архитектура системы заказчика определяет, какие функции должны быть на этой плате, а какие должны оставаться отдельными.

Сборка печатных плат с использованием большого количества меди и высокотемпературная пайка.

Сборка четырнадцатислойной платы с толстым слоем меди может потребовать особого внимания к распределению тепла, большим выводам и высокой тепловой инерции. Профили пайки SMT, крепление силовых разъемов, выборочная пайка и электрические проверки после сборки должны быть спланированы на этапе изготовления. Стандартный профиль оплавления для небольшой двухслойной платы FR-4 не обязательно подходит для толстого слоя силовой меди и крупных компонентов.

Услуги Highleap по сборке печатных плат и интеграции компонентов могут быть скоординированы с изготовлением платы без компонентов. В зависимости от конструкции, в смету могут входить логические устройства BGA/QFN, силовые клеммы для монтажа в отверстия, конформное покрытие и функциональное тестирование. План тестирования должен содержать условия нагрузки и изоляции, конструкцию приспособления и требования безопасности оператора; тестирование электрической схемы, проводимое производителем печатных плат, не является тестированием под нагрузкой.

Контроль качества, микросрезы и термическая надежность.

Требования к контролю могут включать проверку внутреннего изображения и совмещения медных слоев, целостности ламинирования, покрытия стенок отверстий, минимальных остаточных зазоров, толщины платы, проверки изоляции/целостности цепи, а также микросрезы отдельных силовых элементов и переходных отверстий. Для ответственных узлов необходимо определить образцы для испытаний на термическое напряжение или другие квалификационные испытания, а также тестовые образцы до начала производства. Медный слой, прошедший простой тест по списку соединений, все еще может быть неприемлемым, если его поперечное сечение или зазор изоляции выходят за пределы допусков чертежа.

Используйте указанный класс производительности жестких печатных плат IPC-6012, применимые критерии качества изготовления и любые специфические требования заказчика к надежности электропитания. Отчет о производстве должен быть прослеживаемым до фактического пакета материалов/меди и изготовленной партии. Токопроводящие характеристики проводников не устанавливаются только на основании проверки качества изготовления печатных плат по стандарту IPC и должны быть подтверждены электрической/тепловой схемой.

Планирование сроков выполнения заказа, затрат и материалов.

Стоимость зависит от массы и распределения меди, типа ламината и препрега, травления внутреннего слоя, заполнения ламината, сверления/гальванизации, отделки, размеров платы, количества и подтверждающих документов инспекции. 14-слойная конструкция с селективным нанесением толстого слоя меди может стоить дешевле, чем нанесение толстого слоя меди на все слои, но трассировка и конструкция изоляции должны оставаться в соответствии с требованиями. Для контроллера с низкими потерями и силового слоя также может потребоваться гибридный материал или различные профили меди, что увеличивает сложность производства.

В отношении общих ценовых факторов, связанных с многослойными платами, руководство по стоимости и расценкам на изготовление печатных плат различает особенности сборки и объем тестирования, в то время как руководство по изготовлению объединительных плат рассматривает другой случай, когда сильноточные плоскости также должны поддерживать разъемы с запрессовкой и более длинные сигнальные каналы. При повторных заказах указывайте прогноз производства, утвержденные материалы, ограничения на замену и данные о приемке, чтобы предположение о цене прототипа неожиданно не изменилось при увеличении объемов заказов.

Запросите ценовое предложение на 14-слойную печатную плату из толстой меди.

Отправьте макет в формате Gerber/ODB++, точный порядок 14 слоев, вес готовой меди по слоям, толщину пакета, схему сверления, правила изоляции/зазоров, требования к току и тепловым характеристикам, чертежи разъемов, качество поверхности, количество, класс качества и запрашиваемые данные о приемке. Если имеется выборочное использование толстой меди или локальная силовая вставка, приложите чертеж конструкции с четкими размерами и предполагаемым окончательным профилем медных проводников.

Компания Highleap может проанализировать сочетание трассировки сильноточных кабелей, выбора материалов, покрытия, изоляции и сборки на уровне платы, а затем предложить индивидуальное ценовое предложение с четко определенными предположениями, а не универсальную цену, основанную только на количестве унций меди.