PCB Tembaga Berat

PCB Tembaga Berat adalah papan sirkuit khusus yang dirancang untuk tingkat daya dan panas yang tinggi selama bekerja. Sementara PCB standar biasanya menggunakan tembaga 1 OZ-2OZ, PCB Tembaga Berat menggunakan 3 oz hingga 20 oz (atau lebih). Lapisan tembaga yang lebih tebal memungkinkan papan untuk menghantarkan arus dan tegangan tinggi. Papan akan berfungsi dengan baik dan tidak rusak untuk waktu yang lama bekerja dengan termal tinggi.

Jenisnya seperti papan lilitan, produk BMP, papan AC-DC, dan sebagainya. 

Biasanya digunakan untuk elektronik daya tinggi (arus listrik) seperti catu daya atau beberapa rangkaian daya atau persyaratan tinggi pada Termal di industri. Dapat dirancang di lapisan dalam atau lapisan luar. Dalam proses produksi PCB, lebih sulit daripada sirkuit tradisional dengan foil tembaga 2OZ.

Strukturnya mirip dengan PCB standar tetapi melibatkan proses pelapisan dan etsa khusus.

• Lapisan tembaga: "Urat" papan jauh lebih tinggi dan lebih lebar. Ketebalan tembaga bervariasi dari 3 Oz hingga 20 Oz dalam beberapa kasus khusus. Ketebalan tembaga lapisan dalam maksimum adalah 10 OZ sedangkan ketebalan lapisan luar bisa mencapai 20 OZ.
• Bahan dasar: Konstruksi PCB tembaga berat sepenuhnya bergantung pada bahan dasar seperti FR4 atau bebas Halogen atau Rogers atau Aluminium atau dalam beberapa kasus, bahan dasar hibrida digunakan. Biasanya FR4 akan menjadi bahan Middle Tg dan High Tg.
• Jumlah Lapisan: Jumlah lapisan PCB tembaga berat adalah dari 2 hingga 20 lapisan tergantung pada manufaktur.
• Ketebalan papan: Ketebalan papan adalah dari 1,6mm hingga 5,0mm.
• Lubang Tembus Berlapis Berat (PTH): Lubang yang menghubungkan lapisan yang berbeda diperkuat dengan tembaga tebal untuk membawa arus tinggi tanpa terlalu panas. Biasanya diperlukan ketebalan tembaga lubang minimal 25um, bahkan hingga ketebalan tembaga berlapis lubang 38um atau 50um untuk memastikan kinerja.
• Inti: Sering menggunakan FR-4 dengan bahan Middle TG atau high TG atau bahan inti logam untuk menopang bobot dan panas tambahan. 
• Lapisan dielektrik: Minimal 2 buah prepreg untuk PCB tembaga berat, jika membutuhkan arus dan tegangan tinggi, dibutuhkan 3 buah prepreg di inti.
• Finishing Permukaan: Finishing permukaan PCB adalah OSP, HASL, HASL Bebas Timbal (HASL LF/ ROHS), Timah, Emas Imersi (Au), Perak Imersi (Ag), ENIG, ENPIG sesuai standar, dan beberapa papan juga menggunakan Golden finger + HASL, ENIG + OSP, OSP + Golden finger untuk konduktivitas yang lebih baik di permukaan karena arus besar harus melakukan kontak dengan terminal komponen eksternal.

Tembaga berat menawarkan tiga keuntungan untuk produk elektronik: 

Membuat PCB Tembaga Berat secara signifikan lebih menantang daripada papan standar. Karena tembaga "tebal," proses kimia tradisional dapat dengan mudah merusak jejak.

Berikut adalah persyaratan dan teknik teknologi produksi utama:

1. Karena jejak tembaga sangat tebal, gigi tembaga di antara mereka lebih dalam.
2. Aliran Resin Tinggi: "Prepreg" khusus (lapisan pengikat) dengan kandungan resin tinggi diperlukan untuk mengisi celah ini sepenuhnya.
3. Pencegahan Void: Jika resin tidak mengisi setiap celah, gelembung udara (void) terbentuk. Di bawah daya tinggi, gelembung ini dapat mengembang dan menyebabkan papan meledak atau terdelaminasi.
4. Tekanan/Suhu Lebih Tinggi: Pers harus beroperasi pada pengaturan parameter yang lebih tinggi untuk memastikan "tenggelamnya" tembaga tebal ke dalam substrat secara merata.

Mengebor melalui PCB standar seperti mengebor melalui plastik; mengebor papan Tembaga Berat seperti mengebor melalui pelat logam.

1. Umur Mata Bor: Tembaga lunak dan "lengket." Ini menghasilkan panas yang sangat besar, yang dengan cepat menumpulkan mata bor. Produsen harus mengganti mata bor jauh lebih sering (misalnya, setiap 10-20 lubang vs. ratusan).
2. Pengeboran Pecking: Lubang besar sering membutuhkan "pecking"—mengebor sedikit, menarik kembali untuk membersihkan "serpihan" tembaga, dan mengebor lagi untuk mencegah mata bor patah.

Etching standar seperti mengecat semprot stensil; untuk tembaga tebal, lebih seperti mengukir ngarai yang dalam.

1. Etching Diferensial & Pelapisan Langkah: Alih-alih satu bak kimia yang panjang, produsen menggunakan beberapa siklus pelapisan dan etsa. Ini mencegah pemotongan (di mana bahan kimia memakan bagian bawah jejak, membuatnya tidak stabil).
2. Trace Profile Control: Untuk mencapai dinding samping yang lurus, sistem etsa berkecepatan tinggi digunakan untuk memastikan jejak akhir berbentuk persegi panjang daripada bentuk "trapesium" atau "jamur".

Lapisan tunggal masker solder standar terlalu tipis untuk menutupi "tebing" dari jejak tembaga berat.

1. Beberapa Lapisan: Biasanya membutuhkan dua kali masker solder untuk memastikan permukaan papan penutup soldermask yang lebih tebal untuk memastikan kinerja. 
2. Penyemprotan Elektrostatik: Metode ini sering lebih disukai daripada sablon karena memastikan tinta membungkus tepi vertikal tajam dari jejak tembaga tebal.

Untuk memastikan pabrik benar-benar dapat membuat papan, desainer harus mengikuti aturan yang lebih ketat:

Anda akan menemukan PCB Tembaga Berat di lingkungan di mana "kegagalan bukanlah pilihan" dan tuntutan daya tinggi:

• Elektronik Daya: Inverter, konverter, dan catu daya. Transformator Planar, Sistem Amplifikasi
• Otomotif: Sistem pengisian kendaraan listrik (EV) dan modul distribusi daya.
• Energi Terbarukan: Pengontrol panel surya dan sistem tenaga turbin angin.
• Industri: Peralatan las, pengontrol mesin berat, dan trans
• Elektronik Medis: Peralatan medis khusus seperti operasi laser atau mesin robot, perangkat pencitraan seperti mesin pemindai, X-ray, dll
• Militer & Dirgantara: perangkat komunikasi nirkabel, satelit, dan peralatan radar
• Peralatan Industri: Peralatan industri menggunakan PCB tembaga berat yang dapat digunakan di lingkungan yang keras karena tahan terhadap korosi terhadap banyak bahan kimia.