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着火的电路板——大电流PCB设计避坑指南

时间2022/02/18
人物华秋电路
查看者1870

没有烧过板子的电子工程师,不是优秀的工程师。


注:危险动作,请勿模仿!


电路板着火、元器件冒烟,甚至爆炸,是不少电子工程师的日常,尤其是需要过大电流的电源板,电压高、电流大,非常容易着火——那如何避坑呢?针对这种情况,当然是选择设计厚铜板啦~~



厚铜板是什么?


厚铜板,顾名思义,就是线路层较厚的PCB板,有的工厂,会把线路层铜厚≥2oz的PCB,与一般的板子区别开来,称为厚铜板。(目前业内暂无统一标准,但CPCA在2021年发布的《电子电路行业术语和定义》的第4版意见征集稿中,对于厚铜板的定义为:含有线路导体铜厚度大于105μm(3oz)的印制板,包括单面板、双面板和多层板)。


为什么大电流需要用厚铜板?


首先,厚铜板载流能力强。

根据公式:

(其中,I表示可负载电流,U表示电压,R表示电阻,S表示线路横截面积,ρ表示电阻率,L表示线路长度,w表示线路宽度,h表示线路厚度)


可知,在其他条件不变的情况下(尤其是线路宽度),线路的可负载电流I与线路的厚度h成正比,线路越厚,则可负载电流越大


载流与铜厚、线宽的相关性

其次,厚铜板散热性好。


大家都知道金属基板吧,这其中的典型代表就是铝基板、铜基板,它们具有极佳的散热性能。而厚铜板,因为铜厚相对较厚,也可具备一定的散热性能。

如下为一组关于铜箔厚度对散热性影响的相关实验:



采用单一变量法,逐渐增加铜箔的厚度,测量铜箔两端面的温度差值。


根据变化曲线可知,随着铜箔厚度的逐渐增加,试品两端面的温度差值逐渐减小。


因此,把板子设计成厚铜板,可以提升板子的散热性能。


最后,厚铜板能减少热应变。

根据公式:

(其中,Q表示发热量,I表示通过的电流,R表示电阻,t表示通电的时间,ρ表示电阻率,L表示线路长度,S表示线路横截面积,w表示线路宽度,h表示线路厚度)

可知,在其他条件不变的情况下,线路的发热量与线路厚度成反比。


因此,把板子设计成厚铜板,可以减少发热量,进而减少因发热而导致的热应变。 


综上所述,区别于普通PCB,厚铜板具备承载大电流、散热性好、减少热应变的显著优点,大大降低了烧板的风险,是大电流PCB设计的极佳选项。此外,设计成厚铜板,还能增加电路板的机械强度以及减小终端产品体积等优势。



做厚铜板,找华秋PCB

华秋PCB新增3oz/4oz厚铜板,高可靠!短交期!


随着科技的发展,人们需要性能高、功能多、体积小、能承载大电流、散热性好的电子产品越来越多,由此对厚铜板的需求也日益增长。为此,华秋PCB在原有基础上新增3oz/4oz厚铜板(内/外层)。



华秋新增3oz/4oz厚铜板


内层铜厚0.5oz-4oz,外层铜厚1oz-4oz,当前华秋PCB工艺基本可以满足各行各业的产品需求,包括电源领域、航空航天、军工领域、汽车领域和焊接设备制造商等。

厚铜板应用领域


深耕PCB领域多年,华秋电路在厚铜板制造方面已具备技术积累,经过技术革新升级,已经支持厚铜板的打样与批量生产,可以进一步满足广大客户对于PCB方面的需求。


目前国内线上打样厂家,唯有华秋一家,提供“2/4/6层板,3/4oz内外层铜厚”打样与批量服务,并且交期最快可达6天!有需求的客户戳下方即可了解更多详情~


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