2025-10-21
इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी), नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों और औद्योगिक स्वचालन के युग में,उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स डिमांड सर्किट बोर्ड जो अत्यधिक धाराओं को ओवरहीटिंग या विफलता के बिना संभाल सकते हैंभारी तांबे के पीसीबी जो 3oz (105μm) या उससे अधिक की तांबे की परतों द्वारा परिभाषित होते हैं, समाधान हैं। ये मजबूत बोर्ड 50A+ धाराओं को ले जाने में उत्कृष्ट हैं,गर्मी को कुशलता से दूर करने के लिए (तापीय चालकता: 401 W/mK), और यांत्रिक तनाव का सामना करते हैं। वैश्विक भारी तांबा पीसीबी बाजार में 2030 तक 8.3% की सीएजीआर दर से बढ़ने का अनुमान है, जो ईवी पावरट्रेन, सौर इन्वर्टर,और सैन्य उपकरण.
यह व्यापक मार्गदर्शिका भारी तांबे के पीसीबी के लिए आवश्यक डिजाइन सिद्धांतों, थर्मल प्रबंधन रणनीतियों और उन्नत तकनीकों को तोड़ती है।और उद्योग की सर्वोत्तम प्रथाओं, यह इंजीनियरों और डिजाइनरों को उच्च धारा अनुप्रयोगों के लिए विश्वसनीय, उच्च प्रदर्शन बोर्ड बनाने के लिए लैस करता है।
महत्वपूर्ण बातें
1तांबे की मोटाई महत्वपूर्ण हैः 3 औंस तांबा (105μm) 1 औंस (35μm) की तुलना में 2 गुना अधिक धारा ले जाता है और एक ही निशान चौड़ाई के लिए 40% तक गर्मी वृद्धि को कम करता है।
2निशान की चौड़ाई आईपीसी मानकों का पालन करती हैः आकार के निशान के लिए आईपीसी-2221 सूत्र (या ऑनलाइन कैलकुलेटर) का उपयोग करें, उदाहरण के लिए, 2 औंस तांबे के निशान को 5 ए (500 परिपत्र मिल / एम्प नियम) के लिए 20 मिलीलीटर की चौड़ाई की आवश्यकता होती है।
3थर्मल प्रबंधन पर कोई बातचीत नहीं की जा सकती है: तापमान को <125°C रखने के लिए थर्मल वायस (0.2~0.4 मिमी व्यास), उच्च-थर्मल-कंडक्टिविटी सामग्री (एमसीपीसीबी) और हीट सिंक को मिलाएं।
4विनिर्माण क्षमता के मुद्देः आपूर्तिकर्ता के इनपुट के बिना बहुत मोटी तांबे (≥10 औंस) से बचें, यह टुकड़े टुकड़े करने की समस्याओं का कारण बन सकता है। सटीकता के लिए IPC 610 वर्ग 3 प्रमाणित निर्माताओं के साथ साझेदारी करें।
5उन्नत तकनीकें प्रदर्शन को बढ़ाती हैं: तांबे के बसबारों से 30 प्रतिशत तक प्रेरण क्षमता कम होती है, जबकि बहु-परत डिजाइनों से धारा 4 से 12 परतों में समान रूप से वितरित होती है।
भारी तांबे के पीसीबी को समझना
भारी तांबा पीसीबी क्या है?
एक भारी तांबा पीसीबी को मानक पीसीबी (1oz/35μm या 2oz/70μm) की तुलना में इसकी मोटी तांबा परतों द्वारा परिभाषित किया जाता है। यह अतिरिक्त तांबा बोर्ड को सक्षम बनाता हैः
a. अत्यधिक गर्मी के बिना उच्च धाराओं (50A 500A) ले जाने के लिए।
b. मानक पीसीबी की तुलना में 3×5 गुना तेजी से गर्मी फैलाता है।
c. यांत्रिक तनाव (उदाहरण के लिए, EV में कंपन) और थर्मल साइक्लिंग का सामना करना।
मूल परिभाषा मानदंड
| मानदंड | विनिर्देश |
|---|---|
| तांबे की मोटाई | ≥3oz (105μm); चरम अनुप्रयोगों (जैसे, सैन्य) के लिए 20oz (700μm) तक। |
| वर्तमान-वाहक क्षमता | 50A ¥ 500A (ट्रेस की चौड़ाई, मोटाई और ठंडा होने के आधार पर भिन्न होता है) । |
| ऊष्मा चालकता | 401 W/mK (कापर); FR4 (0.3 W/mK) और एल्यूमीनियम (237 W/mK) से बहुत अधिक है। |
| प्रमुख मानक | IPC-2221 (ट्रेस साइजिंग), IPC-2152 (वर्तमान बनाम गर्मी वृद्धि), IPC-610 (गुणवत्ता) |
भारी तांबे के पीसीबी के मुख्य फायदे
भारी तांबे के पीसीबी उच्च शक्ति परिदृश्यों में मानक पीसीबी से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, चार महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैंः
| लाभ | विवरण | वास्तविक दुनिया पर प्रभाव |
|---|---|---|
| उच्च वर्तमान क्षमता | मोटी तांबा प्रतिरोध (R = ρL/A) को कम करता है, जिससे 50A+ धाराएं संभव होती हैं। | 4 औंस तांबे के साथ एक EV पावरट्रेन पीसीबी 2 औंस बोर्ड (एक ही निशान चौड़ाई) के लिए 80A बनाम 40A ले जाता है। |
| उच्चतम थर्मल प्रबंधन | अतिरिक्त तांबा एक अंतर्निहित हीट सिंक के रूप में कार्य करता है, जो घटकों से गर्मी को फैलाता है। | 60 ए पर काम करने वाले 3 औंस के तांबे के निशान में 1 औंस के लिए 35 डिग्री सेल्सियस बनाम 60 डिग्री सेल्सियस की गर्मी बढ़ जाती है। |
| बढ़ी हुई यांत्रिक शक्ति | मोटी तांबा पीसीबी को मजबूत करता है, झुकने और कंपन का विरोध करता है। | औद्योगिक मोटर्स में भारी तांबे के पीसीबी में यांत्रिक तनाव के कारण 50% कम विफलताएं होती हैं। |
| लम्बी आयु | कम गर्मी और तनाव से बोर्ड का जीवनकाल 10 से 15 वर्ष तक बढ़ जाता है (मानक पीसीबी के लिए 5 से 8 वर्ष) । | भारी तांबे के पीसीबी का उपयोग करने वाले सौर इन्वर्टर्स को 30% कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। |
भारी तांबे के पीसीबी के लिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
भारी तांबे के पीसीबी ऐसे उद्योगों में अपरिहार्य हैं जहां उच्च धारा के तहत विश्वसनीयता पर कोई बातचीत नहीं की जा सकती हैः
| उद्योग | आवेदन | तांबे की मोटाई की सिफारिश |
|---|---|---|
| ऑटोमोबाइल (ईवी) | पावरट्रेन नियंत्रक, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस), मोटर ड्राइव। | 4 ̊8 औंस |
| नवीकरणीय ऊर्जा | सौर इन्वर्टर, पवन टरबाइन कन्वर्टर्स, ऊर्जा भंडारण प्रणाली। | 3 ¢ 6 औंस |
| औद्योगिक स्वचालन | मोटर नियंत्रण, रोबोटिक्स, वेल्डिंग उपकरण। | 3 ̊10 औंस |
| सैन्य और एयरोस्पेस | रडार प्रणाली, विमानों के लिए बिजली की आपूर्ति। | 6 ̊12 औंस |
| चिकित्सा उपकरण | एमआरआई स्कैनर, लेजर थेरेपी उपकरण, उच्च शक्ति वाले नैदानिक उपकरण। | 3 ¢ 5 औंस |
उदाहरण: टेस्ला का मॉडल 3 बीएमएस 400 वी+ धाराओं को संभालने के लिए 6 औंस भारी तांबे के पीसीबी का उपयोग करता है, जो मानक पीसीबी के साथ पहले के मॉडल की तुलना में 70% तक गर्मी से संबंधित विफलताओं को कम करता है।
भारी तांबे के पीसीबी के लिए आवश्यक डिजाइन विचार
भारी तांबे के पीसीबी को डिजाइन करने के लिए वर्तमान क्षमता, थर्मल प्रबंधन और विनिर्माण क्षमता को संतुलित करने की आवश्यकता होती है। नीचे संबोधित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं।
1सही तांबे की मोटाई चुनना
तांबे की मोटाई का सीधा प्रभाव वर्तमान सहन क्षमता, गर्मी अपव्यय और विनिर्माण जटिलता पर पड़ता है। इष्टतम मोटाई का चयन करने के लिए इस गाइड का उपयोग करें:
तांबा मोटाई बनाम प्रदर्शन
| तांबे की मोटाई | मोटाई (μm) | अधिकतम धारा (20 मिलीलीटर ट्रेस, 30 डिग्री सेल्सियस की गर्मी बढ़ी) | थर्मल कंडक्टिविटी योगदान | के लिए सर्वश्रेष्ठ |
|---|---|---|---|---|
| 1 औंस | 35 | 3.5A | कम (मूल) | कम शक्ति वाले औद्योगिक सेंसर |
| 2 औंस | 70 | 7.0ए | मध्यम | ईवी सहायक प्रणालियाँ, छोटे इन्वर्टर |
| 3 औंस | 105 | 10.0ए | उच्च | सौर इन्वर्टर, मोटर नियंत्रण |
| 4 औंस | 140 | 13.0ए | बहुत उच्च | EV BMS, औद्योगिक रोबोटिक्स |
| 6 औंस | 210 | 18.0ए | अति | सैन्य बिजली आपूर्ति, बड़े इन्वर्टर |
| 10 औंस | 350 | 25.0ए | अति | वेल्डिंग उपकरण, उच्च वोल्टेज प्रणाली |
तांबे का आकार लेने के लिए मुख्य बातों पर विचार करना
a.वर्तमान आवश्यकताएंः त्वरित अनुमानों के लिए ¥500 परिपत्र मील प्रति एम्पियर नियम (1 परिपत्र मील = 0.001 मिलीलीटर) का उपयोग करें, उदाहरण के लिए, 5A को 2,500 परिपत्र मील (20 मिलीलीटर चौड़ाई × 70μm / 2oz मोटाई) की आवश्यकता होती है।
b. हीट राइज लिमिटः औद्योगिक मानक 30 से 40 डिग्री सेल्सियस तक हीट राइज की अनुमति देते हैं; महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (उदाहरण के लिए, चिकित्सा) के लिए <20 डिग्री सेल्सियस की आवश्यकता होती है। मोटी तांबा हीट राइज को घातीय रूप से कम करता है।
c. विनिर्माण की क्षमताः तांबे ≥10 औंस के लिए विशेष प्लाटिंग (जैसे, गैन्ट्री इलेक्ट्रोप्लाटिंग) और लेमिनेशन की आवश्यकता होती है।
d.Cost: प्रत्येक औंस तांबा पीसीबी की लागत में ~15~20% जोड़ता है (उदाहरण के लिए, 10A आवेदन के लिए 6 औंस) को अधिक निर्दिष्ट करने से बचें) पैसे बचाने के लिए।
टूल टिपः वर्तमान प्रवाह और गर्मी वृद्धि का अनुकरण करने के लिए ANSYS या SolidWorks पीसीबी का उपयोग करें। ये उपकरण आपकी सटीक आवश्यकताओं के लिए तांबे की मोटाई को अनुकूलित करते हैं।
2. उच्च धारा के लिए निशान चौड़ाई की गणना
भारी तांबे के पीसीबी के लिए सबसे महत्वपूर्ण डिजाइन पैरामीटर ट्रैक चौड़ाई है, बहुत संकीर्ण, और बोर्ड गर्म हो जाता है; बहुत चौड़ा, और यह स्थान बर्बाद करता है। सटीकता के लिए आईपीसी -2221 मानक सूत्र का पालन करेंः
IPC-2221 निशान चौड़ाई सूत्र
I=k×(ΔT 0.44)) ×W 1.0×t 0.725
जहांः
I: एम्पियर में वर्तमान (A)
ΔT: अनुमेय तापमान वृद्धि (°C)
डब्ल्यू: मील में निशान चौड़ाई (1mil = 0.0254mm)
t: तांबे की मोटाई oz/ft2 में
k: निरंतर (बराबर मोटाई के अनुसार भिन्न होता हैः 0.048 1 औंस के लिए, 0.064 2 औंस के लिए, 0.078 3 औंस के लिए)
उदाहरण गणनाएँ
| परिदृश्य | इनपुट | गणना की गई ट्रैक चौड़ाई |
|---|---|---|
| ईवी बीएमएस (4 औंस तांबा, 50 ए, 30 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि) | ,,, | 45 मिमी (1.14 मिमी) |
| सौर इन्वर्टर (3 औंस तांबा, 30A, 35°C वृद्धि) | ,,, | 32 मिमी (0.81 मिमी) |
| औद्योगिक मोटर (6 औंस तांबा, 80A, 40°C वृद्धि) | ,,, | ५८ मिलीलीटर (१.४७ मिमी) |
महत्वपूर्ण निशान डिजाइन युक्तियाँ
a.बाहरी बनाम आंतरिक निशानः बाहरी निशान आंतरिक निशान (हवा के संपर्क में) की तुलना में 30% तेजी से ठंडा होते हैं।
b.Trace Shape: तेज कोणों (> 90°) से बचें और वर्तमान भीड़ को कम करने के लिए गोल कोनों का उपयोग करें (हॉट स्पॉट का कारण बनता है) ।
समानांतर निशान: धाराओं के लिए >100A, समानांतर प्रवाह को समान रूप से वितरित करने के लिए 2×4 समानांतर निशानों का उपयोग करें (स्पैस्ड ≥3x निशान चौड़ाई) ।
3थर्मल विस्तार और तनाव का प्रबंधन
भारी तांबे के पीसीबी तांबे (17ppm/°C) और FR4 (13ppm/°C) के बीच थर्मल विस्तार के असंगत गुणांक (CTE) के कारण थर्मल तनाव के लिए प्रवण हैं। यह तनाव विघटन, पैड उठाने,या विशेष रूप से थर्मल साइकिल (-40°C से +125°C तक) के दौरान बोर्ड को मोड़ना.
गर्मी के तनाव को कम करने के उपाय
| रणनीति | यह कैसे काम करता है |
|---|---|
| सीटीई मिलान | CTE को तांबे के साथ संरेखित करने के लिए उच्च-Tg FR4 (Tg ≥170°C) या धातु-कोर सब्सट्रेट (MCPCBs) का उपयोग करें। |
| थर्मल वाइस | गर्मी हस्तांतरण और तनाव को कम करने के लिए गर्म घटकों के नीचे वायस (0.2~0.4 मिमी) रखें। |
| वियास के लिए मोटी कोटिंग | उच्च पहलू अनुपात के माध्यमों (गहराई/चौड़ाई >3: 1) को मजबूत करने के लिए 25 ¢ 30 μm तांबे के साथ प्लेट वायस। |
| तनाव निवारण के उपाय | तनाव को वितरित करने के लिए ट्रेस-पैड जंक्शन और गोल किनारों पर आंसू पैड जोड़ें। |
डेटा पॉइंटः थर्मल वायस और उच्च-टीजी एफआर4 के साथ एक भारी तांबे के पीसीबी में थर्मल साइकिलिंग के दौरान मानक डिजाइन की तुलना में 60% कम विफलता दर होती है।
4विनिर्माण क्षमता सुनिश्चित करना
भारी तांबे के पीसीबी का निर्माण मानक बोर्डों की तुलना में अधिक जटिल होता है, देरी और दोषों से बचने के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करेंः
बहुत मोटी तांबे से बचेंः तांबे ≥10 औंस के लिए विशेष टुकड़े टुकड़े की आवश्यकता होती है (वैक्यूम प्रेस + उच्च तापमान) और नेतृत्व समय को 2-3 सप्ताह तक बढ़ा सकता है।
b.न्यूनतम निशान अंतरः उत्कीर्णन के दौरान शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए 3 औंस तांबे के लिए ≥ 10 मिलीलीटर अंतर का उपयोग करें (एक औंस के लिए 6 मिलीलीटर के विपरीत) ।
लमिनेशन नियंत्रणः एक समान तांबे की मोटाई सुनिश्चित करने के लिए गेंट्री इलेक्ट्रोप्लाटिंग या क्षैतिज तांबे के डूबने का उपयोग करके आपूर्तिकर्ताओं के साथ काम करें।
d.परीक्षण के लिए डिजाइनः बोर्ड को क्षतिग्रस्त किए बिना निरंतरता और वर्तमान प्रवाह की पुष्टि करने के लिए उच्च वर्तमान पथों के साथ परीक्षण बिंदु जोड़ें।
भारी तांबे के पीसीबी में थर्मल प्रबंधन के लिए सर्वोत्तम अभ्यास
गर्मी उच्च धारा पीसीबी का सबसे बड़ा दुश्मन है अनियंत्रित तापमान घटकों के जीवनकाल को कम करता है और अचानक विफलताओं का कारण बनता है। इष्टतम थर्मल प्रदर्शन के लिए इन चार रणनीतियों को मिलाएं।
1थर्मल वायसः ताप विसर्जन की नींव
थर्मल वायस छोटे छेद (0.2 ∼ 0.4 मिमी) तांबे से लेपित होते हैं जो ऊपरी परत से नीचे की परत (या ग्राउंड प्लेन) में गर्मी स्थानांतरित करते हैं। वे भारी तांबे के पीसीबी को ठंडा करने का सबसे लागत प्रभावी तरीका हैं.
थर्मल वे के डिजाइन दिशानिर्देश
| पैरामीटर | विनिर्देश |
|---|---|
| व्यास | 0.2.0.4 मिमी (तापीय प्रवाह और अंतरिक्ष दक्षता को संतुलित करता है) । |
| पिच (स्पैसिंग) | 20 ̊50 मिलीलीटर (गर्म घटकों को कवर करने के लिए पर्याप्त घनत्व; भीड़ से बचें) । |
| प्लेसमेंट | गर्म घटकों (जैसे, MOSFETs, IGBTs) के नीचे केंद्र वायस और समान रूप से वितरित करें। |
| मात्रा | प्रति 0.1W शक्ति अपव्यय के लिए 1 माध्यम (उदाहरण के लिए, 0.5W घटक के लिए 5 माध्यम) । |
थर्मल वेया परफॉर्मेंस तुलना
| थर्मल वेया विन्यास | 30A, 3 औंस तांबे के लिए गर्मी वृद्धि (°C) | आवश्यक स्थान (मिमी2) |
|---|---|---|
| कोई Vias नहीं | 55°C | 0 |
| 5 Vias (0.3mm, 30mil pitch) | 32°C | 12 |
| 10 Vias (0.3mm, 20mil pitch) | 22°C | 18 |
2उच्च ताप-संवाहकता वाली सामग्री
पीसीबी सब्सट्रेट उच्च धारा अनुप्रयोगों के लिए इन सामग्रियों के लिए मानक एफआर 4 से गर्मी अपग्रेड में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैः
| सब्सट्रेट का प्रकार | थर्मल चालकता (W/mK) | अधिकतम परिचालन तापमान (°C) | के लिए सर्वश्रेष्ठ |
|---|---|---|---|
| मानक FR4 | 0.3 | 130 | कम शक्ति वाली सहायक प्रणालियाँ |
| उच्च-Tg FR4 (Tg 170°C) | 0.4 | 170 | औद्योगिक मोटर नियंत्रण |
| एल्यूमीनियम एमसीपीसीबी | 2.0 ¥3.0 | 150 | ईवी बीएमएस, एलईडी ड्राइवर |
| तांबा MCPCB | 401 | 200 | उच्च शक्ति वाले इन्वर्टर, सैन्य उपकरण |
| सिरेमिक (एल्युमिनियम) | 20 ¢ 30 | 350 | अत्यधिक तापमान वाले औद्योगिक औजार |
उदाहरण: 4 औंस तांबे के साथ एक तांबे का एमसीपीसीबी एक ही 50 ए अनुप्रयोग के लिए मानक एफआर 4 पीसीबी की तुलना में 45% तक गर्मी वृद्धि को कम करता है।
3रणनीतिक घटक की नियुक्ति
घटकों का लेआउट सीधे थर्मल प्रदर्शन को प्रभावित करता है ⇒ गर्म घटकों के समूह जैसे आम गलतियों से बचेंः
a. उच्च शक्ति वाले भागों को फैलाएंः गर्मी के निर्माण को रोकने के लिए स्पेस MOSFETs, IGBTs और ट्रांसफार्मर ≥ 5 मिमी दूर।
b.Separate Sensitive Components: थर्मल क्षति से बचने के लिए नियंत्रण आईसी (जैसे, माइक्रोकंट्रोलर) को उच्च धारा के निशान से ≥10 मिमी दूर रखें।
c. कूलिंग पथों के साथ संरेखित करें: गर्मी हस्तांतरण को अधिकतम करने के लिए थर्मल वायस या धातु कोर पर गर्म घटकों को रखें।
d.ट्रैक क्रॉसिंग से बचें: पार करने के लिए 90 डिग्री (समानांतर नहीं) पर उच्च धारा के निशान पार करें।
4हीट सिंक और थर्मल पैड
धाराओं के लिए >100A या शक्ति अपव्यय >5W के साथ घटकों के लिए, बाहरी शीतलन जोड़ेंः
a. हीट सिंकः थर्मल पेस्ट (थर्मल चालकताः 1 ¢ 4 W/mK) का उपयोग करके गर्म घटकों पर एल्यूमीनियम या तांबे के हीट सिंक को संलग्न करें। सूत्र के साथ हीट सिंक के आकार की गणना करेंः
T j=T a + ((R ja ×P)
जहां Tj = जंक्शन तापमान, T a = परिवेश का तापमान, R ja = थर्मल प्रतिरोध (°C/W), P = शक्ति अपव्यय (W).
b.थर्मल पैडः सिलिकॉन या ग्राफाइट थर्मल पैड (थर्मल चालकताः 1 ¢ 10 W/mK) का उपयोग घटकों और हीट सिंक के बीच के अंतराल को भरने के लिए करें।
c.Forced Air Cooling: उच्च परिवेश तापमान (>40°C) में काम करने वाले औद्योगिक उपकरणों के लिए प्रशंसक जोड़ें।
टिप: एक 20 मिमी × 20 मिमी × 10 मिमी एल्यूमीनियम हीट सिंक 10W घटक के जंक्शन तापमान को 40°C तक कम करता है।
उच्च धारा अनुप्रयोगों के लिए उन्नत तकनीकें
अत्यधिक धाराओं (100A+) या जटिल डिजाइनों के लिए, प्रदर्शन और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए इन उन्नत तरीकों का उपयोग करें।
1कम प्रेरण वर्तमान प्रवाह के लिए तांबे के बसबार
कॉपर बसबार पीसीबी में एकीकृत मोटी, सपाट तांबे की पट्टी होती है (310 मिमी चौड़ी, 1 3 मिमी मोटी) अल्ट्रा-उच्च धाराओं को ले जाने के लिए। वे तीन प्रमुख फायदे प्रदान करते हैंः
a.कम प्रेरण क्षमताः ईवी इन्वर्टर के लिए महत्वपूर्ण मानक निशानों की तुलना में 30% तक वोल्टेज स्पाइक और ईएमआई को कम करें।
b.उच्च वर्तमान क्षमताः एक 10 मिमी × 2 मिमी तांबे की बसबार 40 डिग्री सेल्सियस की गर्मी वृद्धि के साथ 200A ले जाती है।
c. सरलीकृत असेंबली: एक बसबार के साथ कई समानांतर निशानों को प्रतिस्थापित करें, जो मिलाप बिंदुओं और विफलता जोखिम को कम करता है।
तांबे की बसबार डिजाइन युक्तियाँ
a. मोटाईः प्रतिरोध को कम करने के लिए 100A से अधिक धाराओं के लिए ≥1 मिमी मोटाई का प्रयोग करें।
b.माउंटिंगः शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए अछूता स्टैंडऑफ के साथ बसबारों को सुरक्षित करें।
c.प्लेटिंगः ऑक्सीकरण को रोकने और वेल्ड करने की क्षमता में सुधार के लिए टिन या निकल के साथ प्लेट।
2सुरक्षित कनेक्शन के लिए टर्मिनल ब्लॉक
टर्मिनल ब्लॉक उच्च धारा के तारों के लिए सुरक्षित, विश्वसनीय कनेक्शन प्रदान करते हैं (उदाहरण के लिए, 10AWG4AWG) । टर्मिनल ब्लॉक का चयन निम्न के आधार पर करें:
a.नामित करंटः अधिकतम करंट के 1.5 गुना के नामित ब्लॉक चुनें (उदाहरण के लिए, 50A अनुप्रयोगों के लिए 75A ब्लॉक) ।
बी.वायर गेजः ब्लॉक के आकार को तार की मोटाई से मेल खाएं (उदाहरण के लिए, 6AWG तार को 16mm2 क्षमता के टर्मिनल ब्लॉक की आवश्यकता होती है) ।
c.माउंटिंगः कंपन प्रतिरोध के लिए पेंच या स्प्रिंग-क्लैम्प टर्मिनलों का उपयोग करें (ईवी और औद्योगिक उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण) ।
3बहु-परत भारी तांबा पीसीबी
मल्टी-लेयर डिजाइन (4 ′′ 12 परतें) कई तांबे की परतों में वर्तमान वितरित करती हैं, जिससे निशान चौड़ाई और गर्मी वृद्धि कम होती है।
a.पावर और ग्राउंड प्लेन: वर्तमान को समान रूप से फैलाने के लिए समर्पित पावर/ग्राउंड प्लेन के रूप में 2 ̊4 परतों का उपयोग करें।
b.Layer Stacking: कोपर की परतों को सममित रूप से रखें (जैसे, पावर → सिग्नल → ग्राउंड → सिग्नल → पावर) विकृति को कम करने के लिए।
सी.वीया सिलाईः वर्तमान वितरण में सुधार करने और प्रेरकता को कम करने के लिए पावर/ग्राउंड प्लेन को वायस (0.3 मिमी, 50 मिली पिच) से कनेक्ट करें।
उदाहरण: 4 औंस के पावर प्लेन के साथ एक 6-परत भारी तांबे का पीसीबी 30°C गर्मी वृद्धि के साथ 150A ले जाता है, जो कि एक 2-परत बोर्ड केवल अव्यावहारिक रूप से चौड़े निशान (100mil+) के साथ प्राप्त कर सकता है।
क्यों एक विशेष भारी तांबा पीसीबी निर्माता के साथ साझेदारी
भारी तांबे के पीसीबी को डिजाइन करना केवल आधी लड़ाई है_ विनिर्माण सटीकता महत्वपूर्ण है_ इन योग्यताओं वाले आपूर्तिकर्ताओं की तलाश करेंः
a.आईपीसी प्रमाणनः आईपीसी 610 वर्ग 3 (उच्चतम गुणवत्ता) और आईपीसी 2221 अनुपालन के लिए निशान आकार।
विशेष उपकरण: गैन्ट्री इलेक्ट्रोप्लेटिंग, वैक्यूम लेमिनेशन और छोटे वायस के लिए लेजर ड्रिलिंग।
c.सामग्री विशेषज्ञताः एमसीपीसीबी, तांबे के सब्सट्रेट और मोटी तांबे (20 औंस तक) के साथ अनुभव।
d.परीक्षण क्षमताएंः थर्मल इमेजिंग, वर्तमान प्रवाह परीक्षण, और प्रदर्शन को मान्य करने के लिए थर्मल साइक्लिंग।
कस्टमाइजेशनः आपके आवेदन के अनुसार तांबे की मोटाई, सोल्डर मास्क और फिनिश (ENIG, HASL) को अनुकूलित करने की क्षमता।
केस स्टडी: एक नवीकरणीय ऊर्जा कंपनी ने सौर इन्वर्टर के लिए 6 औंस भारी तांबे के पीसीबी का उत्पादन करने के लिए एक आईपीसी 610 क्लास 3 निर्माता के साथ साझेदारी की।बोर्डों ने गर्मी से संबंधित विफलताओं को 80% तक कम किया और इन्वर्टर की दक्षता में 3% की वृद्धि की.
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नः भारी तांबे के पीसीबी के बारे में सामान्य प्रश्न
1भारी तांबे के पीसीबी के लिए अधिकतम तांबे की मोटाई क्या है?
अधिकांश निर्माता चरम अनुप्रयोगों (जैसे, सैन्य रडार, वेल्डिंग उपकरण) के लिए 20oz (700μm) तांबे तक की पेशकश करते हैं।मोटी तांबा (>20oz) संभव है लेकिन कस्टम टूलींग और लंबे समय तक नेतृत्व समय की आवश्यकता होती है.
2क्या भारी तांबे के पीसीबी का उपयोग उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में किया जा सकता है?
हाँ ढ़ीला तांबा प्रतिबाधा (उच्च आवृत्ति संकेतों के लिए महत्वपूर्ण) को कम करता है, लेकिन संकेत हानि से बचने के लिए सावधानीपूर्वक निशान डिजाइन की आवश्यकता होती है। प्रतिबाधा कैलकुलेटर का उपयोग करें (जैसे,ध्रुवीय उपकरण) 50Ω/75Ω प्रतिबाधा के लिए निशान चौड़ाई और अंतराल का अनुकूलन करने के लिए.
3मैं भारी तांबे के पीसीबी के लिए लागत और प्रदर्शन को कैसे संतुलित करूं?
a.अपनी वर्तमान आवश्यकताओं के लिए आवश्यक न्यूनतम तांबे की मोटाई का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, 30A के लिए 6oz के बजाय 3oz) ।
b.बहु-परत डिजाइनों को 4 से 6 परतों तक सीमित करें जब तक कि >100A की आवश्यकता न हो।
सी. लागत-संवेदनशील परियोजनाओं के लिए तांबे के एमसीपीसीबी के बजाय एफआर4 या एल्यूमीनियम एमसीपीसीबी चुनें।
4भारी तांबे के पीसीबी में क्या सामान्य विफलताएं होती हैं?
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