13 盎司铜 PCB 有什么用途?

电器工程 pcb设计
2022-01-15 02:31:41

参考https://www.pcbway.com/orderonline.aspx

订单

这是来自中国的PCB工厂。您可以看到它们提供高达 13 盎司的铜迹线。这看起来很厚,根据我的 KiCad 计算器,它是 0.45 毫米厚的铜,宽度为 23 A/mm(上升 25 度)。

我会认为有这么多侧面材料和最小 8 mil 宽度,蚀刻剂只会削弱轨道。这是\$1:2\frac{1}{4}\$宽度与高度的最大比率。

这么厚的 PCB 可能有什么用,你会在上面安装什么?你会有几层吗?

4个回答

PCB上的超厚铜是为了处理大电流。

在大电流下,重要的是要注意走线中的电压降和温升。铜越厚越好,因为更大的横截面积意味着更少的电阻。更少的电阻意味着更少的电压降和更少的热量(因此也更少的功率损耗)。

根据Epec(PCB 制造商)的说法,他们使用蚀刻和电镀的组合来实现精确的极端厚度(允许更严格的公差)。

以下是 PCB 上极端铜的一些示例图片:

来自 epectec.com

资料来源:epectec.com

hackaday.com

资料来源:hackaday.com

除了处理更高电流的能力外,厚铜每平方箔的热阻要低得多。

标准 1 盎司/平方英尺箔的 Rthermal 为 70°C/W/ SQUARE

在该厚度下,走线 0.01" x 0.3",具有 0.3/0.01 = 30 个正方形,R_thermal 为

  • R_thermal = 70 * 30 == 2,100 °C 每瓦,end_to_end

而方形接地层或 VDD 层从edge_to edge的每瓦温度为 70°C 。

现在对于厚金属:

使用 13 盎司(每平方英尺)箔,0.01 英寸宽 x 0.3 英寸长的相同迹线具有 2,100/13 或 (70/13) * 30 = 5.3 * 30 = 160 度每瓦端到端。

厚(方形)平面具有 70/13 = 5.3°/瓦,测量的 edge_to_edge。

PCB 设计的一大优点是使用重叠的箔层(由 FR-4 隔开)来移动热量。根据记忆(几十年前建模),两层薄箔之间 2 厘米的重叠很容易在层之间移动热量。即使 FR-4 的 R_thermal 大约是 200 倍。

因此,如果您需要散热,请让所有(非平面)层都充满金属,以便热量可以轻松跨层移动并到达散热路径(在卫星 PCB 中,我们必须计划如何将热量传递到金属安装件帖子或card_guides)

如果您想象 2oz 铜平面耗散 1W/sq,想象一下这对散热器的影响有多大。

回蚀肩部在没有搅拌的情况下等于厚度,在适当的控制下则更少。

你能想到任何需要这个的 LED 灯吗?

厚PCB

这是一个“ SunFire X4600 M2配电板”,四个连接器用于四个电源 - 每个电源提供 70A,总共280A

除 70A 电源外,同一连接器上还有许多其他信号,用于控制和监控电源。

显然,当走线如此厚时,还有其他选择,如母线和电线 - 但使用 PCB 可以让您受益于廉价且现成的自动化 PCB 组装,并且您可以并排布线控制和电源。

如果您在电动汽车电机控制器和快速充电器等产品中发现类似的 PCB,我不会感到惊讶。