Heavy Copper PCB란 무엇인가요? 장점 및 용도

개요

프로젝트에 높은 전류, 고온 또는 향상된 내구성이 필요한 경우 일반 PCB로는 충분하지 않습니다. 바로 이럴 때 두꺼운 구리 PCB가 필요합니다. 제조업체는 이러한 기판에 두꺼운 구리층을 사용하여 열 성능, 전류 용량 및 수명을 향상시킵니다. 전력 전자 장치, 항공우주 회로 또는 자동차 시스템을 개발하든 이러한 기판을 사용하면 신뢰성과 효율성이 크게 향상됩니다.

무거운 구리 PCB란 무엇입니까?

두꺼운 구리 PCB는 일반 회로 기판과 달리 구리층이 매우 두꺼운 회로 기판입니다. 대부분의 PCB에 사용되는 구리의 무게는 평방피트당 0.5~2온스이지만, 두꺼운 구리 PCB는 평방피트당 3온스 에서 20온스 이상에 이릅니다. 이렇게 구리층이 두꺼워지면 강도, 내열성 및 전류 전달 용량이 향상됩니다.

보드 1제곱피트(약 1.2m²)를 덮는 구리의 양에 따라 PCB의 구리 무게가 결정됩니다. 간단한 비교표는 다음과 같습니다.

엔지니어는 귀하의 현재 하중 요구 사항, 방열 요구 사항, 기계적 강도 요구 사항에 따라 적절한 구리 무게를 선택합니다.

무거운 구리 PCB의 이점

두꺼운 구리 PCB는 특히 고전력 전자 제품을 다룰 때 여러 가지 이점을 제공합니다. 더 두꺼운 구리 층을 사용하면 보드가 더 강하고 안전하며 내구성이 향상됩니다. 또한 전류 처리, 열 관리 및 내구성도 향상됩니다.

높은 전류 전달 용량

두꺼운 구리 PCB는 고전류 부하를 효과적으로 전도할 수 있습니다. 두꺼운 구리층으로 30A 이상의 전류를 안정적으로 전달할 수 있습니다. 이는 하루 종일 작동하더라도 과열 및 에너지 손실을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 PCB는 안정적인 정상 전류가 필요한 전력 전자 장치에 자주 사용됩니다. 이러한 설계는 안전성을 저해하지 않으면서 성능을 향상시킵니다.

향상된 열 관리

고전력 전자 제품에서 열은 필수적인 고려 사항입니다. 두꺼운 구리 PCB는 더 두꺼운 구리로 열을 전달하고 발산합니다. 이는 부품을 과열로부터 보호하고 장치의 신뢰성을 향상시킵니다. 또한, 향상된 열 제어 덕분에 보드가 더 많은 부하를 견딜 수 있습니다. 두꺼운 구리 PCB는 열 집약적인 시스템에 적합합니다.

향상된 내구성

구리층이 두꺼울수록 PCB는 장기적으로 손상에 대한 저항성이 더욱 높아집니다. 두꺼운 구리 설계는 진동, 압력, 열 사이클을 견딜 수 있습니다. 극한 환경에서도 균열, 휘어짐 또는 파손될 가능성이 적습니다. 따라서 내구성이 요구되는 중요 시스템에 적합한 신뢰할 수 있는 옵션입니다. 장기적인 신뢰성과 낮은 고장 위험을 달성할 수 있습니다.

무거운 구리 회로 구조

두꺼운 구리 회로 기판은 일반 PCB와 유사한 방식으로 제작되지만, 더 두꺼운 구리를 처리하기 위해 특수 공정을 사용합니다. 첫 번째 층은 표준적인 방식으로, FR4 또는 폴리이미드 와 같은 기판에 얇은 구리를 에칭 및 도금 하여 구성됩니다. 두꺼운 구리 기판에서는 도금 및 에칭 분야의 고급 기술을 사용하여 구리층을 더 두껍고 깨끗하게 형성합니다. 이러한 기술은 기존 방식에서 발생하던 측벽 약화나 언더컷 문제를 방지합니다. 결과적으로 고출력 및 고온 환경에도 견딜 수 있는 더욱 우수하고 정밀한 기판을 얻을 수 있습니다.

현대 제조업체들은 두꺼운 구리판만 에칭하는 대신 단계 도금과 대체 에칭을 사용합니다. 이를 통해 도금된 홀과 비아에서 더 깨끗한 트레이스 면과 더 깊은 구리를 얻을 수 있습니다. 또한, 동일한 보드에 두꺼운 구리와 일반 구리 기능을 결합할 수 있는 유연성을 제공하여 공간과 재료를 절약합니다. 이를 PowerLink 구조라고 하며, 이를 통해 전원 및 제어 회로를 단일 컴팩트 레이아웃으로 배치할 수 있습니다. 이를 통해 레이어 수를 줄이고 비용을 최적화하며 전반적인 설계를 간소화할 수 있습니다.

이러한 혼합 구리 기판은 팀과 PCB 제조업체 간의 조기 소통을 통해 레이아웃 제약을 최소화하여 제작할 수 있습니다. 두꺼운 구리 영역은 표준 라인에서 문제 없이 혼합되어 레이어로의 쉬운 전환을 제공합니다. 신중한 계획과 적절한 공정을 통해 내구성 있는 기판에 고전류 경로와 신호 회로를 함께 구현할 수 있습니다.

중량 구리 PCB 제조 역량

두꺼운 구리 PCB 제작에는 단순히 두꺼운 재료만으로는 부족합니다. 적절한 도구, 공정, 그리고 숙련된 제조 인력이 필요합니다. 이러한 기판은 높은 전류를 견뎌야 하고, 과도한 열을 견뎌야 하며, 파손되지 않아야 합니다. 따라서 재료 선정부터 최종 테스트에 이르기까지 모든 공정이 전체적인 품질에 매우 중요한 영향을 미칩니다. PCBTok은 모든 맞춤형 두꺼운 구리 PCB가 엄격한 설계 및 고성능 기준을 충족하도록 보장합니다. 아래에서 당사의 제조 역량을 자세히 살펴보십시오.

무거운 구리 PCB의 응용

엔지니어들은 고전력 요구 사항이 있는 까다로운 애플리케이션에서 두꺼운 구리 PCB를 사용합니다. 이러한 PCB는 열, 고전류, 그리고 내구성이 심각한 문제를 야기하는 환경에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 PCB는 기존 PCB보다 고전력 및 고열 문제 해결에 더 효과적이며, 가혹한 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다.

전력 전자

전력 전자 장치에는 신뢰성과 전류 처리가 필수적입니다. 두꺼운 구리 PCB는 과열이나 고장 없이 고전류를 전달할 수 있기 때문에 전원 공급 장치, 인버터, 모터 컨트롤러에 매우 적합합니다. 또한 과도한 열을 효과적으로 처리하여 시스템 고장을 방지합니다. 이러한 이유로 두꺼운 구리는 현대 전자 장치의 안전하고 효율적인 작동에 중요한 역할을 합니다.

자동차 산업

차량에는 열, 충격, 진동을 견딜 수 있는 전자 장치가 필요합니다. 무거운 구리 PCB는 일반 PCB보다 이러한 문제를 더 잘 견딥니다. 엔진 제어 장치나 제동 장치와 같이 고온이 발생하는 곳에서도 잘 작동합니다. 또한, 정기적인 열 사이클 작동에도 내구성과 신뢰성을 유지하여 일반 자동차와 전기 자동차 모두에 적합합니다.

항공 우주 산업

항공우주 전자 장치는 극한의 온도, 압력 변화 및 진동을 견뎌야 합니다. 두꺼운 구리 PCB는 이러한 극한 환경을 견딜 수 있도록 제작되었습니다. 구리 PCB는 많은 양의 전류를 전송하고, 열을 처리하며, 온도 변화에도 강합니다. 이러한 특성은 항공 전자 장비, 위성 및 제어 시스템에 필수적입니다. 바로 이러한 이유로 항공우주 제조업체들은 안전에 중요한 시스템 에 두꺼운 구리 PCB를 사용하고 있습니다.

군사 응용

군용 전자 장비는 높은 전류 처리 성능과 높은 신뢰성을 요구합니다. 이전 아키텍처는 여러 겹의 구리 층에 전류를 분산시켜 부하가 고르지 않을 때 과열로 인한 성능 문제를 야기했습니다. 이러한 문제는 두꺼운 구리를 사용하고 비아(via)를 도금하는 무겁거나 극한의 구리 PCB에서는 해결됩니다. 이를 통해 적층 구조가 필요 없게 되고 열 관리가 향상되어 더욱 효율적이고, 발열이 적으며, 안정적인 보드를 구현할 수 있습니다.

두꺼운 구리 보드의 설계 고려 사항

두꺼운 구리를 사용하여 설계할 때 일반적으로 두꺼운 층을 선택하는 것이 일반적이지만, 전류 균형, 열 제한, 재료 수명 등 더 많은 요소가 필요합니다. 트레이스에 흐르는 전류와 이것이 발열에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 적절한 재료 선택과 레이아웃 설계는 과열 방지 및 장기적인 신뢰성 확보에 도움이 됩니다. 이러한 요소들을 숙지하면 안전하고 효율적으로 작동하는 두꺼운 구리 기판을 개발하는 데 도움이 됩니다.

구리 두께 및 너비

회로 기판의 구리 두께는 회로에 필요한 전류량과 관련이 있습니다. 과열을 방지하기 위해 전류가 증가함에 따라 트레이스 폭과 구리 두께도 함께 증가해야 합니다. 설계자는 전류 흐름 중에 기판이 견딜 수 있는 온도 상승도 고려해야 합니다. 전류가 많을수록 열이 많이 발생하고, 열이 확산될 공간이 필요합니다. 이러한 치수를 적절히 조정하면 안정적이고 일관된 성능을 유지할 수 있습니다.

올바른 구리 두께를 선택하는 방법

적절한 구리 두께를 선택하려면 전류와 허용 가능한 온도 상승량, 두 가지를 이해해야 합니다. 나머지는 트레이스 폭 계산기를 통해 계산되는데, 이 계산기는 트레이스 폭이나 구리 무게를 변경합니다. 현재 온도 한계를 알면 필요한 트레이스 폭을 알 수 있습니다.

현재 용량

구리 배선은 전류가 흐를 때 저항으로 인해 열을 축적합니다. 이러한 열은 안전 문제나 기판 고장을 방지하기 위해 조절해야 합니다. 실제로 대부분의 애플리케이션에서는 최대 온도 상승이 30°C 미만이어야 합니다. 주의하세요: 내부 층의 배선은 외부 층의 약 50%만 통과시킬 수 있습니다. 따라서 다층 구조의 무거운 구리 기판은 적절한 설계가 필요합니다.

기판 재료

기판은 구리 층들을 서로 접착시켜 높은 내열성을 제공합니다. 시중에서 흔히 볼 수 있는 FR-4 소재는 최대 130°C까지 사용 가능하지만, 더 높은 내열 온도가 필요한 경우에는 더 높은 Tg( 유리전이온도)를 가진 소재를 고려해야 합니다 . 열이 축적되거나 내열성이 약한 기판을 사용할 경우 박리 및 균열이 발생할 수 있습니다. 구리 두께와 전력 수준에 맞는 소재를 선택해야 합니다. 이렇게 하면 회로 기판이 전기적 및 열적 스트레스 하에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다.

열팽창 계수 (CTE)

열팽창 계수(CTE) 는 PCB 재료가 가열될 때 팽창하는 정도를 나타내는 척도로, 섭씨 1도당 백만분율(ppm)로 표시됩니다. 기판과 구리의 CTE가 일치하지 않으면 기판이 가열될 때 응력이 발생하여 결국 균열이 생기고 파손될 수 있습니다. 따라서 팽창률이 동일한 재료를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 기판 제조업체는 열을 보다 효과적으로 관리하기 위해 전기 도금을 통해 표면에 더 많은 구리를 제공합니다. 이렇게 하면 트레이스와 도금된 스루홀의 저항이 감소하여 기판의 열 전달 효율이 향상됩니다.

무거운 구리 PCB 설계 및 제조의 과제

두꺼운 구리 PCB 제조는 일반 PCB를 확장하는 것만큼 쉽지 않습니다. 구리 두께가 두꺼워지면 에칭 및 조립을 포함한 각 단계에 영향을 미치는 새로운 과제가 발생합니다. 이러한 기판은 더 복잡한 공정, 훨씬 더 엄격한 공차, 그리고 제대로 제작하기 위한 전문 지식이 필요합니다. 그렇지 않으면 적절한 방법과 도구 없이는 최종 제품의 성능 문제, 지연 또는 비용 증가가 발생할 수 있습니다.

두꺼운 구리의 에칭 어려움

두꺼운 구리는 표준 PCB에 비해 에칭하기 어렵습니다.

• 구리 층이 두꺼워질수록 언더컷은 더욱 심해집니다.
• 에칭 인자(깊이/폭)를 잘 제어해야 합니다.
• 에칭 공정에서는 농도와 온도 측면에서 화학적 정확도가 필요합니다.
• 또한 보드 전체에서 트레이스 너비가 일관되게 유지되도록 하는 것도 더욱 어렵습니다.
• 각 절차에는 고품질의 결과물을 보장하기 위해 정교한 공정 제어가 필요합니다.

재료 응력 및 박리 위험

무거운 구리는 보드에 더 큰 내부 응력을 유발합니다.

• 기판과 구리의 열팽창 불일치로 인해 균열이 발생할 수 있습니다.
• 납땜 시 리플로우 열이 가해지면 층 분리나 박리가 발생할 수 있습니다.
• 구리 레이아웃이 고르지 않으면 휘어짐이 발생하고 보드의 치수가 변합니다.
• 구리와 기판 층 사이에 효과적인 결합이 이루어지지 않을 가능성이 커집니다.
• 이 모든 사항은 레이아웃과 재료 선택 시 고려되어야 합니다.

재료 및 가공 비용 증가

무거운 구리 보드는 표준 PCB에 비해 비쌀 수 있습니다.

• 보드당 사용되는 구리 원자재의 가격이 더 비쌉니다.
• 도금 시간과 에칭 시간이 길어질수록 노동비와 장비 비용이 증가합니다.
• 복잡한 제품으로 인해 수확량이 낮아지고 낭비가 증가합니다.
• 특수 도구와 기계도 필요하며, 모든 작업장에 이를 갖추고 있는 것은 아닙니다.
• 예산을 세울 때는 처음부터 이러한 추가적인 요소를 고려해야 합니다.

경험이 풍부한 제조업체와 협력하는 것의 중요성

문제가 발생하지 않도록 무거운 구리 PCB 생산에 대해서는 전문가와 협력하세요.

• 그들은 고전류 레이아웃과 구리 관련 문제에 대한 광범위한 경험을 제공합니다.
• 반복 가능한 결과를 얻기 위해 정밀한 공정 제어가 필요합니다.
• 그들은 당신에게 디자인 가이드를 제공해 줄 수 있으며, 이를 통해 나중에 값비싼 수정 작업을 하지 않아도 됩니다.
• 그들은 도금, 에칭, 스태킹에서 예상치 못한 사태를 처리할 수 있습니다.
• 적절한 파트너를 선택하면 예상치 못한 상황을 피할 수 있고 더 높은 품질의 보드를 만들 수 있습니다.

무거운 구리 PCB와 다른 PCB 유형

다음은 표준, 두꺼운, 극한 구리 PCB에 대한 간략한 비교로, 프로젝트에 가장 적합한 보드를 선택하는 데 도움이 됩니다.

PCBTok – 고중량 구리 PCB 제조업체

PCBTok은 20년 이상의 고중량 구리 PCB 제조 경험을 보유하고 있습니다. 풍부한 생산 경험과 프로젝트 사례를 바탕으로 다음과 같은 차별화된 강점을 제공합니다.

• 구리 두께 기능: 전문적인 중량 구리 PCB 제조업체로서, 우리는 최대 100oz까지의 구리 두께를 지원합니다.
• 무료 DFM 확인 지원: 당사의 엔지니어링 팀은 주문하기 전에 스택업, 트레이스 폭, 열 패드, 두꺼운 구리 주입구를 검토합니다.
• 종합적인 테스트: AOI 검사, 플라잉 프로브, X선 및 임피던스 제어를 통해 모든 트레이스와 비아가 사양을 충족하는지 확인합니다.
• 유연한 대량 생산: 하나의 프로토타입부터 중간 또는 대량 생산까지 모든 과정을 엄격히 준수하며, 우리 모두는 IPC 클래스 2/3 표준을 엄격히 따릅니다.

구리 호일 두께 요구 사항이 아무리 복잡하더라도 PCBTok은 맞춤형 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다합니다. PCB 제조뿐만 아니라 고전력 프로젝트에 대한 안정적인 지원을 위해 포괄적인 고중량 구리 PCB 솔루션을 제공합니다. 지금 바로 거버 파일을 보내주시고 견적을 받아보세요.

자주 묻는 질문

무거운 구리 PCB는 무엇을 의미할까?

두꺼운 구리 PCB는 일반적으로 3온스/ft² 이상의 구리 밀도를 가지고 있습니다. 대부분의 표준 프로젝트에서는 더 얇은 레이어를 사용하기 때문에 두꺼운 구리 PCB를 사용하기 전에 1온스 구리와 2온스 구리 PCB의 차이점을 이해하는 것이 유용합니다. 두꺼운 구리는 높은 전류, 극한 온도 및 기계적 압력을 견딜 수 있도록 특별히 제조됩니다.

PCB의 구리는 얼마나 두꺼울 수 있나요?

구리 두께는 0.5온스에서 100온스까지 다양합니다. 가장 인기 있는 크기는 0.5온스에서 5온스이지만, 특별한 경우 매우 두꺼운 구리 두께도 제공할 수 있습니다.

무거운 구리 PCB를 구부릴 수 있나요?

단단하고 무거운 구리 PCB는 손상 없이는 구부릴 수 없습니다. 유연성을 위해 두꺼운 구리와 유연한 소재를 결합한 무거운 구리 플렉스 PCB가 사용됩니다. 이러한 PCB는 구부릴 수는 있지만, 그 정도가 약하고 더 큰 굽힘 반경이 필요합니다.

구리 PCB와 무거운 구리 PCB의 차이점은 무엇입니까?

구리 PCB는 구리를 기본 재료로 사용하며, 때로는 열 전달을 위해 사용됩니다. 무거운 구리 PCB는 기본 재료와 관계없이 두께가 3온스(약 XNUMXg)를 초과하는 구리 호일입니다. 무거운 구리는 단순히 열을 처리하는 용도가 아니라 높은 전류를 견딜 수 있습니다.

맺음말

무거운 구리 PCB는 표준 보드로는 감당할 수 없는 추가 전력, 열 관리 및 내구성이 필요한 애플리케이션에 가장 필요합니다. 적합한 설계 및 제조 파트너의 도움을 받으면 더욱 우수하고 안전하며 내구성 있는 회로를 제작할 수 있습니다. 구리 두께, 레이아웃 설계, 그리고 검증된 제조업체는 프로젝트 초기부터 반드시 고려해야 할 사항입니다. 오늘 올바른 선택을 하면 미래의 실패를 예방할 수 있습니다.

최고의 견적을 받으려면 지금 바로 PCBTok에 연락하세요.