무거운 구리 PCB: 제조업체, 응용 분야, 주요 산업

중량 구리 PCB는 3oz (105μm) 이상의 구리 두께로 정의됩니다.전기차 (EV) 에서 산업용 기계에 이르기까지의 애플리케이션에서 큰 전류의 효율적인 분배를 가능하게 하는표준 PCB와 달리, 무거운 구리 디자인은 뛰어난 열 전도성, 전류 운반 능력, 기계적 강도를 제공합니다.극한 조건에서 신뢰성을 요구하는 시스템에서 필수적인 요소로 만드는.

이 가이드는 중량 구리 PCB의 독특한 특성, 제조의 도전, 최고의 제조업체 및 산업 전반의 실제 응용 프로그램을 탐구합니다.500A EV 배터리 관리 시스템이나 고전력 산업 인버터를 설계하든, 무거운 구리 기술을 이해하는 것은 높은 전류 필요에 대한 올바른 솔루션을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.

주요 내용
1.중량 구리 PCB는 3oz (105μm) ~ 20oz (700μm) 구리를 사용하여 표준 1oz PCB보다 최대 500A 10x 더 많은 전류를 지원합니다.
2그들은 표준 PCB보다 3배 더 빨리 열을 분산하여 고전력 응용 프로그램에서 부품 온도를 20~30°C로 줄입니다.
3중요한 제조 기술에는 제어 된 에칭, 프레스-피트 기술 및 구리 가득 차있는 비아스와 같은 열 관리 기능이 포함됩니다.
4선도적인 제조업체 (예를 들어, LT CIRCUIT, Sanmina) 는 무거운 구리 PCB에 특화되어 있으며, 흔적 너비에 대해 ± 5%까지의 허용도를 제공합니다.
5주요 산업은 전기차, 재생 에너지, 산업 자동화 및 항공우주 등으로, 높은 전류와 내구성이 협상 불가능합니다.

무거운 구리 PCB 는 무엇 입니까?
무거운 구리 PCB는 전력 평면과 흔적에 두꺼운 구리 층 (3oz+) 을 가진 회로 보드이며, 큰 전류를 운반하고 효율적으로 열을 분산하도록 설계되었습니다.구리 두께는 평방 피트 당 온스 (oz/ft2) 로 측정된다1oz는 35μm에 해당한다. 무거운 구리 디자인은 일반적으로 3oz (105μm) 에서 20oz (700μm) 까지 다양하지만 사용자 정의 응용 프로그램은 더 두꺼운 층을 사용할 수 있습니다.

무거운 구리 PCB 가 어떻게 작동 하는가
두꺼운 구리 층은 두 가지 주요 기능을 합니다.

1높은 전류 처리: 더 넓고 두꺼운 흔적은 저항을 감소시킵니다 (Ohm의 법칙), 과열없이 더 많은 전류가 흐를 수 있습니다.4온스 구리 흔적은 같은 너비의 1온스 흔적보다 50A5x 더 많은 것을 가지고 있습니다..
2.열분 dissipating: 구리의 높은 열전도 (401 W/m·K) 는 MOSFET 및 트랜스포머와 같은 구성 요소에서 열을 퍼뜨리며 성능을 저하시키는 핫스팟을 방지합니다.

무거운 구리 대 표준 구리 PCB

중량 구리 PCB 의 주요 특성
무거운 구리 PCB는 고전력 애플리케이션에 이상적으로 사용할 수있는 독특한 특성을 제공합니다.

1높은 전류 운반 능력
중량 구리의 가장 중요한 장점은 큰 전류를 처리 할 수있는 능력입니다. 이것은 구리 흔적의 ampacity (전류 운반 능력) 에 의해 지배됩니다.두께와 폭을 늘리는:

참고: 더 높은 주변 온도는 열 분산이 효율이 떨어지기 때문에 ampacity를 감소시킵니다.

2우수한 열 관리
두꺼운 구리 층은 내장 된 열 방출기로 작용하여 구성 요소로부터 열을 퍼뜨립니다.

a. 4온스 구리 평면은 100W 전원 공급 장치의 1온스 평면에 비해 부품 온도를 25°C로 낮춰줍니다.
b. 구리로 채워진 열 통 (0.3~0.5mm 지름) 은 표면에 장착된 부품에서 내부층으로 열을 전달하여 방출을 더욱 향상시킵니다.

테스트 데이터: 4온스 무거운 구리 PCB를 사용하는 EV 인버터, 전체 부하에서 85°C에서 작동, 대 110°C 2온스 설계 半导体의 수명을 2배로 연장합니다.

3기계적 내구성
무거운 구리 흔적과 비행기는 신체적 스트레스에 더 잘 저항합니다.

a. 자동차 및 산업 환경에서 진동 (20~2,000Hz) 을 견디기 (MIL-STD-883H를 준수한다).
b. 열 사이클로 인한 피로 (-40 °C ~ 125 °C) 에 저항하여 표준 PCB에 비해 50%로 용접 관절 실패를 줄입니다.

중량 구리 PCB 제조: 도전 과 해결책
무거운 구리 PCB를 생산하려면 두꺼운 구리를 처리하는 특화된 과정이 필요하며 정확성을 유지합니다.

1통제 된 발열
두꺼운 구리 (3온스+) 를 절단하지 않고 절단하는 것은 도전적이다. 제조업체는 다음과 같이 사용합니다.

a. 산화 구리 황산 에칭: 정확한 온도 조절 (45°C~50°C) 을 통해 흔적 정확성을 유지하기 위해 느린 에칭 속도 (1μm/min)
b.단계 에칭: 저단 절단량을 최소화하기 위해 에칭 농도를 낮추는 여러 번 통과하여 ±5%의 흔적 허용도를 달성합니다.

결과: 목표 폭 10mm의 4 온스 구리 흔적은 9.5~10.5mm의 크기를 유지하며 일관된 전류 흐름을 보장합니다.

2라미네이션 및 결합
두꺼운 구리 층은 디라미네이션을 방지하기 위해 기판에 더 강한 접착을 필요로합니다 (예: FR4, 세라믹):

a. 고압 라미네이션: 180°C의 400~500 psi 압력으로 구리와 기판 사이의 적절한 결합을 보장합니다.
b. 접착제 없는 공정: 직접 접착 (예: 세라믹 기판의 DBC) 은 에포시 층을 제거하여 열전도성을 향상시킵니다.

3열 통로 및 열 관리 기능
무거운 구리 PCB는 종종 추가 열 특성을 포함합니다:

a. 구리로 채워진 비아: 층 간 열 전달을 향상시키기 위해 20μm의 구리로 접힌다.
b.종합 열 방조장: 극심한 열 부하 (예를 들어, 500A EV 시스템) 를 위해 알루미늄 코어에 결합 된 두꺼운 구리 평면 (10 ∼ 20 온스).

최고 중형 구리 PCB 제조업체
올바른 제조업체를 선택하는 것은 품질과 성능을 보장하는 데 중요합니다. 대표적인 공급업체는 다음과 같습니다.
1LT 서킷
용량: 구리 3 20oz, 4 20 층 PCB, 긴 관용 (± 5% 흔적 너비).
전문: EV 배터리 관리 시스템, 산업 인버터, 재생 에너지 PCB.
인증: IATF 16949 (자동차), ISO 9001, UL 94 V-0.

2산미나
용량: 3~12온스 구리, 대포맷 PCB (600mm×1200mm까지)
전문분야: 항공우주 및 국방, 의료 영상 장비
인증: AS9100, ISO 13485.

3TTM 테크놀로지
용량: 3~20온스 구리, 하이브리드 PCB (중량 구리 + HDI)
전문: 데이터 센터 전원 공급, EV 견인 인버터.
인증: ISO 9001, IATF 16949

4멀텍
용량: 3~10온스 구리, 대량 생산 (10k+ 단위/주)
전문 분야: 소비자 전자제품 (고력 충전기), 산업용 모터.
인증: ISO 9001, UL 인증

무거운 구리 PCB의 응용
무거운 구리 PCB는 높은 전류와 내구성이 중요한 산업 전반에 걸쳐 사용됩니다.

1전기차 (EV) 와 하이브리드 전기차
a. 배터리 관리 시스템 (BMS): 4~10oz 구리 흔적 800V 배터리 팩을 모니터링하고 균형을 맞추며 충전 / 방하 중에 200~500A를 처리합니다.
b. 트랙션 인버터: 300~600A 전류를 관리하기 위해 6~12 온스 구리를 사용하여 모터를 위해 배터리에서 DC를 AC로 변환합니다.
c. 보드 충전기 (OBC): 3 ′′6oz 구리 PCB는 열을 분산시키는 열 통로를 사용하여 10 ′′40A AC-to-DC 변환을 처리합니다.

2신재생 에너지
a. 태양광 인버터: 4 8oz 구리 PCB는 태양 전지 패널에서 DC를 AC로 변환하여 야외 환경에서 50 100A 전류를 견딜 수 있습니다.
b.풍력 터빈 컨트롤러: 6~10oz 구리 터빈에서 전력을 관리, 진동과 온도 변동 (-40 °C에서 85 °C) 을 저항.

3산업 자동화
a. 모터 드라이브: 3 ̊6oz 구리 PCB는 산업용 모터 (10 ̊50HP) 를 제어하며, 변주 주파수 드라이브 (VFD) 에서 50 ̊200A를 처리합니다.
b. 웰딩 장비: 10 20oz 구리는 고전력 아크에서 열을 분산하기 위해 두꺼운 평면으로 활 웰더에서 100 500A 전류를 운반합니다.

4항공우주 및 국방
a. 항공기 전력 분배: 6~12온스 구리 PCB는 비행기에서 28V DC 시스템을 관리하며 고도와 관련된 온도 변화에 견딜 수 있습니다.
b. 군사용 차량: 10~15oz 구리 PCB 전력 레이더 및 통신 시스템, 전투 환경에서 충격과 진동에 저항.

5의료기기
a.영상 장비 (CT, MRI): 3~6oz 구리 PCB는 전원 공급 장치에서 높은 전류를 처리하여 정확한 영상을 위해 안정적인 작동을 보장합니다.
b. 레이저 치료 시스템: 4 8oz 구리 50 100W 레이저에서 열을 분산하여 치료 중에 일관된 성능을 유지합니다.

무거운 구리 PCB 에 관한 자주 묻는 질문
Q1: 무거운 구리 PCB의 최소 흔적 너비는 무엇입니까?
A: 3온스 구리의 경우, 에치 문제들을 피하기 위해 최소 흔적 너비는 0.5mm (20mil) 이다. 두꺼운 구리 (10온스+) 는 관용을 유지하기 위해 더 넓은 흔적 (≥1mm) 을 필요로 한다.

Q2: 무거운 구리 PCB는 고주파 신호와 함께 사용될 수 있습니까?
A: 예, 하지만 두꺼운 구리 는 1GHz 이상 에서 신호 손실 을 유발 할 수 있다. 제조업체는 하이브리드 설계 를 사용 하여 이를 완화 한다. 전력 계층 을 위한 무거운 구리 와 고주파 신호 계층 을 위한 표준 구리 (1온스).

Q3: 무거운 구리 PCB는 시스템 비용을 어떻게 줄일 수 있습니까?
A: 외부 열 방출장과 버스 바의 필요성을 제거함으로써, 무거운 구리 PCB는 부품 수와 조립 시간을 줄입니다. 예를 들어,4온스 구리를 사용하는 EV 인버터는 1온스 PCB + 히트 싱크를 교체함으로써 단위당 $15~$20을 절약합니다..

Q4: 무거운 구리로 어떤 기판을 사용합니까?
A: FR4 (high-Tg, Tg≥170°C) 는 대부분의 응용 프로그램에 표준입니다. 세라믹 기판 (알루미나, AlN) 은 극심한 열 부하 (예를 들어, 500A 시스템) 에 사용됩니다.

Q5: 무거운 구리 PCB는 RoHS를 준수합니까?
A: 예 제조업체는 납 없는 구리와 기판을 사용하며 RoHS, REACH 및 IATF 16949 (자동차) 표준을 준수합니다.

결론
무거운 구리 PCB는 전기 자동차, 재생 에너지 시스템 및 산업 기계에서 큰 전류를 효율적으로 처리 할 수 있도록하는 고전력 전자 장치에 필수적입니다.높은 전류 용량을 결합 할 수있는 능력, 열 분산, 기계적 내구성은 표준 PCB가 실패하는 응용 프로그램에서 대체 할 수 없습니다.

무거운 구리 PCB는 초기 비용이 더 높지만 시스템 복잡성을 줄일 수 있는 능력 (예: 방열을 제거하고 부품 수명을 연장하는 능력) 으로 인해 시간이 지남에 따라 전체 비용이 낮아집니다.LT CIRCUIT나 TTM 테크놀로지 같은 경험 많은 제조업체들과 파트너십을 맺고, 엔지니어들은 무거운 구리 기술을 활용하여 신뢰성 있고 높은 성능의 시스템을 구축할 수 있습니다.

전기차와 재생 가능한 에너지 같은 산업이 계속 성장함에 따라, 무거운 구리 PCB는지속가능한 전력 분배두꺼운 구리는 항상 더 낫습니다.