Можно ли использовать другой материал с такими же характеристиками на замену толстой меди?
(Например: вместо использования FR-4 со 150 мкм базовой меди, другой материал с 50 или 75 мкм меди)
Простой ответ — да. Медь обычно выбирают
Если необходима печатная плата (ПП) с 35 мкм или 70 мкм медью вместо 150 мкм, очевидным решение является использование широких проводников. Цена здесь в том, что для ПП требуется большая площадь, которая не может быть допустимым компромиссом.
Явно, что медь не может быть единственным доступным проводником для разработчиков электроники. Альтернатива может попытаться преодолеть различные проблемы: коммерческие или технические. Сюда могут попадать цена и доступность, или может быть требование определённых механических свойств, или коррозионная стойкость. В некоторых случаях, может рассматриваться внешний вид проводников.
В отношении конструкции проводников ПП, в особенности, первый аспект рассмотрения — сопротивление ρ выбранного проводника. Это константа любого материала, эквивалентная сопротивлению образца, имеющего единичную площадь сечения и длину. Математически, ρ = RA/l (R = сопротивление, А = площадь сечения, l = длине), выраженное в единицах МКС как
Отсюда, R = ρl/A, предполагается, что можно заменить 150 мкм медный проводник на 35 мкм, но в четыре раза более широкий. Ясно, что это должно занять больше места на ПП. Можно рассмотреть замену проводящего материала. Следовательно, медь трудно сопоставить
Иногда используется алюминий в таких применениях, как крупные и силовые преобразователи в автомобильной электронике и зелёной энергетике. Алюминий примерно вполовину дешевле и легче на килограмм, чем медь, может быть более экономичным для очень больших проводников.
Однако, сопротивление выше, чем у меди, следовательно, требуется большая эффективность сечения, толстые или широкие проводники для достижения тех же электрических характеристик.
Необходимо также посмотреть на влияние температуры на сопротивление. Снижение температуры позволяет проводнику большую проводимость тока в отношении площади сечения. Однако, есть саморазогрев, пропорциональный 12R. Обычно используется таблица допустимых температур по току и площади проводника.
Использование специальных теплопроводящих диэлектриков могло бы помочь в снижении температуры и увеличении максимальных токов. Идя дальше, материалы IMS могли бы расширить диапазон, помогая рассеиванию тепла. Однако, это не всегда подходящее решение.
Серьёзное сокращение меди, по любой причине, может привести к подъёму цен. Далее необходимо рассмотреть стоимость и практичность внедрения альтернативного материала в производственный процесс, и как скоро цена меди может вернуться к нормальной.
.
***********************
Компания «БалтМедиа Партнёр» помогает внедрению и освоению эффективной техники на российском рынке производителей электроники.
Находясь в коммерческом партнёрстве с поставщиком предлагаются материалы для плат:
- Mitsui Copper Foil;
- Panasonic;
- Taconic.
По вопросам сотрудничества следует использовать следующий контакт:
Тел. +7 (921) 895−1422, (812) 994−9502
Электронная почта: office@bmptek.ru
Управляющий проекта — Алексей Леонов