杭州pcb設計公司|壓銅塊PCB的設計
- 發(fā)布時間:2022-08-08 14:46:28
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隨著電子產(chǎn)品體積越來越小,印制電路板(PCB)的體積也不斷的縮小,線路設計越來越密集化。由于元器件的功率密度提高,PCB的散熱量過大,從而影響了元器件的使用壽命、老化甚至元器件失效等。此前某知名手機電池爆炸事件讓設計者和制造商提高了警惕,手機內(nèi)部要預留一定的空間,并且在手機散熱上也要兼顧無線充電線圈充電時的散熱問題。此事件再次證明,電子產(chǎn)品熱管理的緊迫性?;谛乱淮畔⒓夹g、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備等領域的發(fā)展,散熱問題的解決迫在眉睫。
目前解決PCB散熱問題有很多途徑,如密集散熱孔設計、厚銅箔線路、金屬基(芯)板結構、埋嵌銅塊設計、銅基凸臺設計、高導熱材料等。直接在PCB內(nèi)埋嵌金屬銅塊,是解決散熱問題的有效途徑之一。但現(xiàn)有制作工藝存在銅塊與基板結合力不足、耐熱性差、溢膠難清除、產(chǎn)品合格率低等問題,限制了埋嵌銅塊PCB技術成果的應用和推廣,因此現(xiàn)有技術有待進一步研究和提高。
針對“密、薄、平”的特點,信號傳輸功率越來越大,對信號完整性要求越來越高,而目前PCB市場上出現(xiàn)的主要為散熱設計的銅基板、鋁基板,但大銅塊設計不能滿足制作多層高頻微波電路信號完整性的要求;而將尺寸設計好的銅塊直接埋入板內(nèi)則能很好地解決上述問題:
1)散熱能力強,能解決PCB板可以解決功放管散熱的問題;
2)適用于制作無線高頻微波PCB,對信號傳輸影響??;
目前我司批量制作4,6層埋銅塊板,最小銅塊尺寸設計2mm X 2mm。
微波PCB散熱問題一直是電子行業(yè)較為關注的問題之一,如何降低RF(射頻)層介厚、減少銅箔表面粗糙度的同時,縮短散熱路徑和發(fā)熱量,主要途徑是通過技術提高微波基板導熱系數(shù)、密集散熱孔或局部鍍厚銅或微波板材地層厚銅化、局部埋嵌散熱銅塊。立足于現(xiàn)有成熟微波板材,通常采用后兩者設計方案。
疊層結構
埋嵌銅塊PCB從壓合疊層結構上可以概括為二大類:第一類是在FR4(環(huán)氧樹脂)材料三層或以上多層板結構內(nèi)埋嵌銅塊(如圖4);第二類是在FR4芯板與高頻材料混壓多層板結構內(nèi)埋嵌銅塊
在FR4芯板和半固化片的埋銅區(qū)域銑出埋銅槽,然后將銅塊棕化后壓合制作,使銅塊與FR4芯板組合在一起。高頻材料局部混壓嵌埋銅塊PCB的加工方法,首先是在內(nèi)層芯板和半固化片埋銅塊混壓區(qū)域銑出埋銅槽、局部混壓槽,然后疊合和熱熔,銅塊嵌入槽內(nèi),再進行壓合,使銅塊與FR4基板、高頻基板混壓在一起,實現(xiàn)散熱功能。
埋嵌銅塊制造工藝
(1)銅塊與板(或混壓區(qū))的銑槽尺寸匹配性:銅塊放置在銑槽中,銅塊過松或過緊的影響壓合填膠質量和結合力。
(2)銅塊與板(或混壓區(qū))的平整度控制:壓合時,銅塊與FR-4芯板(或混壓區(qū))的平整度難以控制,需確保銅塊與板的平整度控制在±0.075 mm以內(nèi)。
(3)銅塊上的殘膠難以清除:壓合時從銅塊與板縫隙溢出的樹脂流至銅塊上的殘膠難以清除,影響產(chǎn)品可靠性。
(4)銅塊與板(或混壓區(qū))的可靠性:壓合時銅塊與FR-4芯板(或混壓區(qū))存在一定的高度差,容易導致銅塊與板的連接處填膠不足、空洞、裂紋、分層等問題。
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