厚铜 PCB(重铜 PCB) 通常在玻璃环氧基板上层压一层铜箔。 到目前为止,厚铜PCB还没有明确的定义。 一般将成品PCB表面铜厚≥2oz的PCB称为厚铜板。
大多数电路板使用35um铜箔,这主要取决于PCB应用和信号的电压/电流。 对于需要大电流的PCB,厚度可能达到70um、105um,但很少有140um的。 厚铜板的延伸率最好,不受工作温度的限制。 即使在腐蚀性极强的环境中,厚铜 PCB 也会形成坚固、无毒的钝化保护层。 厚铜 PCB 具有以下高级功能:
增加电流容量
更高的耐热性
散热性强
增加连接器和 PTH 孔的机械强度
缩小产品尺寸
大多数厚铜板是大电流基板。 大电流基板的主要应用领域有两大领域:功率模块和汽车电子元件。
大电流基板在工作效率上不同于传统PCB。 传统PCB的主要功能是使用导线传输信号。 相比之下,大电流基板有大电流通过。 优先保护电流带载能力,平滑电源电流。 此类大电流基板的研发趋势是承载更大的电流。 通过的电流越来越大,以散发越来越多的高功率/电压电路产生的热量,所有基板上的铜箔越来越厚。 现在生产的6oz铜厚基板已成为常规; 随着电动汽车份额的快速提升,厚铜PCB也迎来了快速增长周期。
蚀刻
随着药水交换难度的增加导致铜厚增加,侧蚀量会越来越大。 需要多次,尽可能减少药剂交换带来的大量侧蚀。 快速蚀刻方法解决了这个问题。 随着侧蚀量的增加,需要通过增大蚀刻补偿系数来补偿侧蚀。
层压
随着铜厚的增加,线隙更深。 在相同的残铜率下,需要增加树脂填充量。 需要使用多个预浸料来满足填充问题; 由于需要使用树脂来最大化。 含胶量高、树脂流动性好的半固化片是厚铜板的首选。
常用的半固化片有1080和106两种。设计内层时,在无铜区或最终铣削区放置铜点和铜块,以增加残铜率,降低灌胶压力。 增加预浸料的使用会增加滑动的风险,加铆钉是加强芯板之间固定度的有效方法。 在铜厚增加的趋势下,树脂也被用于填充图形之间的空白区域。
因此,在PCB制造中,选择有填料、低CTE、高Td的板材是保证厚铜PCB质量的基础。 由于铜比板厚,层压需要更多的热量。 需要更长的导热时间,高温持续时间不足会导致预浸料的树脂固化不充分。 这将导致电路板的可靠性风险; 因此,为了保证预浸料的固化效果,非常需要增加层压高温段的时间。 如果半固化片固化不充分,半固化片相对于芯板脱胶量较大,形成阶梯状,继而孔铜因应力作用而断裂。
钻探
厚铜PCB通常厚度超过2.0mm。 由于钻孔时铜厚较厚,制作难度较大。 分段钻孔已成为厚铜板钻孔的有效解决方案。 此外,进给速度、退刀速度等钻孔相关参数的优化也对孔的质量有很大影响。 对于铣靶孔的问题,在钻孔时,X-RAY能量会随着铜厚的增加而逐渐衰减,其穿透能力会达到上限,使得第一板的确定变得非常困难。 偏移确认目标可以设置在板边缘的不同位置作为备份方案。 下料时可根据目标位置在铜箔上铣出偏移确认目标线。 图层目标孔对应于生产。 内层厚铜焊盘问题(主要针对2.5mm以上的大孔)需要厚铜板,内层焊盘越来越小,PCB钻孔时焊盘开裂的问题经常出现。 这种有问题的材料几乎没有改进的余地。 传统的改进方法是增加垫块,增加材料的剥离强度,降低钻孔的下降速度。 从PCB加工设计和工艺分析,提出改进方案:拔铜(即焊盘在内层蚀刻时,蚀刻掉小于孔径的同心圆),减少钻孔的拉力铜。 钻孔先钻一个比孔径小1.0mm的导孔,然后进行普通钻孔(即进行二次钻孔),解决内层厚铜焊盘开裂。
专栏 | 能力 |
质量等级 | 标准IPC 2、IPC3 |
层数 | 4 – 30 层 |
材料 | FR-4 Tg140, FR4-高Tg170 |
最大电路板尺寸 | 最大 450mm x 600mm |
最终板厚 | 0.6mm - 6.5mm |
最大外层铜重 | 15oz |
最大内层铜重 | 12oz |
分钟轨道/间距-外部 | 4 盎司铜 9 万/11 万, |
分钟轨道/间距-内部 | 4 盎司铜 8 万/12 万, |
分钟孔的大小 | 10百万 |
阻焊膜颜色 | 绿色、哑光绿、黄色、白色、蓝色、紫色、黑色、哑光黑、红色 |
丝印颜色 | 白色,黑色 |
表面处理 | HASL 无铅、沉金、沉银、OSP、硬金、Enepig |
测试 | 飞针测试和AOI测试 |
交期 | 2 – 28 天 |
证书 | ISO13485,TS16949 |