بررسی عملکرد پی سی بی های مس ضخیم

 پی سی بی های مس ضخیم بیشتر در سیستم ها و دستگاه های الکترونیکی با ولتاژ پایین استفاده می شوند، محصولاتی که با کاهش ابعاد و اندازه آنها به طور پیوسته به حداقل رسیده است. پی سی بی ها به طور فزاینده ای در دستگاه هایی با قدرت بالا و شبکه های رسانای الکتریکی با چگالی جریان بالا استفاده می شوند. ویژگی مشخص PCB ها ضخامت زیاد فویل مسی آنهاست که به 105 میکرومتر یا بیشتر می رسد. در اینجا به منظور آشنایی بیشتر با این سیستم، لازم است ادامه مطلب را بررسی کنید تا بتوانید اطلاعات بیشتری در این حوزه کسب کنید.

نکات موثر در بررسی عملکرد پی سی بی های مس ضخیم

در زیر کاربردهای معمولی پی سی بی های مس ضخیم، مزایای آنها، اصول طراحی و محدودیت های پردازشی (تکنولوژیکی) ارائه شده است. این اطلاعات، طراحی و تولید صحیح پی سی پی ها را با هزینه بهینه امکان پذیر می کند.

• تابلوهای مدار

پی سی بی های مس ضخیم می تواند تک، دو یا چند لایه باشند. این PCB ها در ابتدا در صنایع هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار گرفتند. عمدتا در بررسی منبع تغذیه، مدیریت و سیستم های توزیع استفاده می شوند. در حال حاضر، این نوع پی سی بی ها در بسیاری از بخش های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند، از جمله، تولید تجهیزات جوشکاری، صفحات انرژی خورشیدی، انواع واحدهای منبع تغذیه، آداپتور و مبدل های قدرتمند، مهندسی برق و همچنین صنایع خودروسازی و راه آهن.

پی سی بی های مس ضخیم دارای مزایای متعددی هستند. مس یک رسانای حرارتی و الکتریکی عالی است. از این رو انتقال حرارت را در طول و روی PCB بهبود می بخشد، که این امر باعث کاهش اختلالات ناشی از حرارت نامناسب PCB می شود. تنش ممکن است منجر به آسیب به این سیستم شود و هم چنین منجر به ایجاد مدارهای متناوب یا دائمی و در نهایت خرابی دستگاه آسیب دیده شود. مزیت دیگر لایه های رسانای ضخیم، افزایش مقاومت حرارتی و ظرفیت حمل جریان مدار چاپی است که منجر به افزایش قابلیت اطمینان از دستگاه هایی می شود که در محیط های سخت کار می کنند، به ویژه در دمای بالای محیط. به این ترتیب مقاومت مکانیکی نقاط تماس افزایش می یابد.

مثال کاربردی دیگر پی سی بی های مس ضخیم، استفاده از ترانسفورماتور مسطح مینیاتوری است که در مبدل های پالس از محبوبیت فزاینده ای برخوردار شده است. بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی، سیم پیچ ها بر روی صفحه PCB به عنوان مسیرهایی به شکل سیم پیچ ساخته می شوند. سیم پیچ ها در اطراف برش هایی که قسمت هایی از هسته وارد آنها می شود، چیده شده اند و با گیره های فنری محکم شده اند. این سیستم امکان تولید ترانسفورماتورهای بسیار ریز را فراهم می کند. آرایش مسطح سیم پیچ ها از ایجاد سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور جلوگیری می کند و حرارت را کاهش می دهد که باعث کاهش بازده توان ترانسفورماتورها می شود.

اصول طراحی پی سی بی های مس ضخیم

آنچه هنگام طراحی پی سی بی های مس ضخیم باید در نظر گرفته شود، ظرفیت پردازش تولید کنندگان PCB است. این بستگی به ماشین آلات موجود در خطوط پردازش آن ها دارد. ظرفیت های پردازشی پارامترهای DRC (Design Rule Check)  را تعریف می کند که به نوبه خود حداقل ابعاد مجاز و فاصله یا فاصله بین اجزای آن ها را مشخص می کند. در حقیقت پارامترهای DRC مستقیماً با ضخامت فویل مس افزایش می یابند. هنگام طراحی PCB های چند لایه با لایه های رسانای ضخیم، باید توجه ویژه ای به سطح پر شدن مس بین لایه های داخلی شود. اگر سطح پر شدن پایین در نظر گرفته شود، بین لایه های PCB خلأ ظاهر می شود که منجر به لایه لایه شدن می شود. هنگامی که سطح پر شدن مس برای لایه های داخلی 105 میکرومتر یا ضخیم تر باشد، می توان از لایه لایه شدن جلوگیری کرد، در حالی که توزیع مس باید تا حد ممکن یکنواخت باشد. توصیه می شود انواع و تعداد مقادیر پی سی بی های مس ضخیم را با نرم افزاری انتخاب کنید که به طراحی چند لایه کمک می کند.

پوشش گالوانیکی پی سی بی های مس ضخیم که دارای لایه های رسانایی با ضخامت بیش از 105 میکرومتر هستند، نیاز به رسوب 40 تا 50 میکرومتر مس گالوانیک بیشتر از PCB با لایه های نازک مس دارد که به طور معمول دارای 25 میکرومتر در هر لایه مس گالوانیک است. این لایه، استحکام مکانیکی حفره های فلزی را بهبود می بخشد، اما ممکن است قطر نهایی برخی از آن ها را بیش از 0.1 میلی متر کاهش دهد، که یک فرض کلی برای PCB های نازک مس است. این مقدار به عنوان میانگین ضخامت متالیزاسیون در داخل دیواره های سوراخ فلزی فرض می شود و برای تعیین مقادیر قطر سوراخ های طراحی شده اضافه می شود. یکی دیگر از پیامدهای استفاده از پی سی بی های مس ضخیم، افزایش قابل توجه ضخامت نهایی  PCB است، زیرا در اینجا یک لایه مقاوم در برابر لحیم کاری در نظر گرفته می شود تا به طور موثری از لبه های آن محافظت کند. بنابراین ضخامت نهایی نهایی حداقل 0.25 میلی متر بیشتر از ضخامت اصلی است.

نتیجه گیری

در اینجا ویژگی های پی سی بی های مس ضخیم، زمینه های کاربرد، اصول طراحی و محدودیت های پردازش PCB ها مورد بحث قرار گرفته شد. اطلاعات موجود در این کار به حذف شفاف سازی طراحی در مرحله توسعه و کاهش هزینه های تولید تابلوهای مدار چاپی با قابلیت اطمینان و کیفیت ثابت در این فرآیند کمک می کند. جریان الکتریکی از طریق PCB در امتداد لایه های مسی خود حرکت می کند. بنابراین، انتخاب ضخامت نادرست مس می تواند عملکرد یک مجموعه مدار را مختل کند. با این حال، با درک رابطه وزن مس با انتقال سیگنال و هزینه ساخت PCB ، می توانید با اطمینان وزن مس مناسب را برای طرح خود انتخاب کنید. برای انجام این کار، دانستن موارد زیر ضروری است:

وزن مس یا ضخامت مس چه مقدار است؟

چرا وزن مس اهمیت دارد؟

چرا باید از مس سنگین استفاده کرد؟