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PCB placcatura in rame

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PCB placcatura in rame: la guida definitiva alle domande frequenti

In questa guida troverai tutte le informazioni che cerchi sui PCB ramati.

Sia che tu voglia conoscere il design, le caratteristiche, il tipo di materiale, la finitura superficiale o qualsiasi altro aspetto del PCB placcato in rame, troverai tutte le informazioni proprio qui.

Continua a leggere.

Che cos'è un PCB con placcatura in rame?

Un PCB con placcatura in rame è quello in cui si deposita elettrochimicamente rame metallico sulla superficie della scheda e all'interno dei fori passanti.

Un PCB placcato in rame consente di fornire una connessione in rame interstrato più forte tramite fori passanti placcati.

Ottieni anche caratteristiche di rame più spesse sui conduttori e sui pad di superficie.

placcatura di rame Il PCB evita la corrosione, migliora la conduttività e la resistenza al calore, migliora l'usura, aumenta la saldabilità e l'indurimento e riduce l'attrito.

PCB ramato

PCB placcatura in rame

 L'utilizzo di un PCB placcato in rame consente di alterare le proprietà e le prestazioni della scheda, consentendo l'applicazione nella lavorazione di precisione.

Perché usare il rame nella placcatura in rame PCB?

Attribuisci il rame nei PCB ramati ai seguenti motivi:

  • Il rame è anche ampiamente disponibile ea prezzi ragionevoli.
  • La sua conduttività termica e la conduttività elettrica sono entrambe eccellenti.

È possibile trasmettere facilmente i segnali senza consumare elettricità utilizzando solo una piccola quantità di rame.

  • La morbidezza del rame come metallo, ne consente l'utilizzo in applicazioni PCB flessibili.
  • Il rame ha buone qualità adesive che impediscono il distacco dalle superfici anche quando piegato.
  • È possibile utilizzare il rame su diversi metalli di base ferrosi e non ferrosi ottenendo una copertura uniforme.
  • Protegge la superficie dalla corrosione e migliora la resistenza all'usura della superficie.

Com'è il processo di placcatura in rame nel PCB di placcatura in rame?

Il processo di placcatura nei PCB placcati in rame prevede la galvanica.

La galvanica comporta la deposizione di un rivestimento di rame su un metallo di base utilizzando una corrente elettrica.

È possibile applicare la placcatura in rame su diversi metalli come argento, oro e alluminio.

Tuttavia, su superfici passivate come i metalli a base di ferro si impiega una mano di base di nichel.

Pulisci prima la superficie del materiale prima di pulire per evitare difetti.

Successivamente, si passa una corrente elettrica attraverso una soluzione elettrolitica contenente sali di rame per applicare il processo di galvanica.

Quando si aggiunge una coppia di terminali collegata a un alimentatore, si completa un circuito elettrico.

Il passaggio elettrico attraverso il circuito provoca la deposizione di atomi di rame sul metallo.

Utilizzi solfato di rame come elettrolita, con un filo di rame immerso nell'elettrolita come anodo. Collega il materiale che desideri placcare esternamente come catodo nel processo di placcatura in rame.

La molecola di solfato di rame si rompe in ioni rame positivi e ioni solfato negativi durante il flusso di corrente.

L'asta di ferro catodico attrae gli ioni positivi.

Gli ioni rame assorbono una coppia di elettroni quando raggiungono il catodo formando rame metallico neutralizzato successivamente depositato sulla superficie del materiale.

Sull'anodo di rame, le molecole di rame perdono una coppia di elettroni e diventano ioni di rame.

Quali metodi di placcatura è possibile utilizzare nella placcatura in rame PCB?

Trovi quattro metodi di placcatura principali utili nella placcatura in rame PCB. Questi includono:

Placcatura a spazzolatura

La placcatura a spazzola è una tecnica di localizzazione degli elettrodi in cui non si sommergono tutti i pezzi nell'elettrolita.

Placchi solo una parte della superficie lasciando inalterato il resto.

È possibile utilizzare la placcatura a spazzola in PCB con placcatura in rame quando si utilizzano metalli rari su aree specifiche, inclusi i connettori del bordo della scheda.

Avvolgi un anodo chimicamente reattivo in materiale assorbente per applicare la soluzione di placcatura nella posizione desiderata.

Placcatura a dita

Placcando metalli rari sui connettori e sui giunti del bordo della scheda, si ottiene una resistenza di contatto ridotta e una maggiore resistenza all'abrasione.

È possibile utilizzare l'oro sulla testina di contatto sporgente del rivestimento interno in nichel dei connettori del bordo della scheda.

È possibile placcare automaticamente o manualmente il dito d'oro o il bordo della tavola parzialmente sporgente. Attualmente, la placcatura in piombo e la rodanise si accontentano dell'oro utilizzato sulla testa di contatto o sul dito d'oro.

Placcatura selettiva del collegamento della bobina

I PCB con placcatura in rame hanno pin e pin di contatto che vengono placcati selettivamente per un buon contatto e resistenza alla corrosione.

È possibile automatizzare o eseguire manualmente la procedura di placcatura impiegando la saldatura in batch a causa dell'elevato costo della selezione dei singoli pin.

Con questo metodo, copri il pezzo di lamiera di rame metallico che non necessita di placcatura utilizzando in anticipo una pellicola di resist.

Successivamente, esegui la placcatura solo sulla parte selezionata della lamina di rame.

Placcatura a foro passante

È possibile utilizzare diversi metodi per formare una placcatura sulle pareti del pozzo di trivellazione del substrato.

Conosciuto industrialmente come attivazione della parete del foro, richiede diversi serbatoi di stoccaggio intermedi con procedure di controllo e manutenzione uniche.

La placcatura a foro passante richiede una perforazione che genera calore che provoca la fusione della resina sintetica isolante nella base del supporto.

Quando il residuo di perforazione aderisce alla lamina di rame sulle pareti, ostacola la superficie della placcatura.

Quali processi di placcatura è possibile eseguire in PCB con placcatura in rame?

Quando si discute dell'argomento dei PCB ramati, si ritiene necessario intraprendere i seguenti processi:

Via placcatura

via la placcatura in PCB di placcatura in rame comporta la stratificazione delle pareti dei fori praticati con rame per fornire un canale di corrente.

Il percorso corrente può essere tra le superfici della scheda, tra gli strati interni o dalla superficie della scheda a uno strato interno.

Placcatura superficiale

Qui copri le tracce di rame sulla superficie della scheda per proteggerle da elementi esterni, corrosione e contaminazione. Offre inoltre una superficie migliore per la saldatura dei componenti durante l'assemblaggio del PCB.

Dove trovi l'uso per PCB con placcatura in rame?

La ramatura comporta il deposito di un rivestimento di rame su una superficie metallica solida utilizzando una corrente elettrica impiegando mezzi elettrochimici.

Il rame offre una varietà di finiture tra cui opaca, lucida, lucida o satinata.

Il rame è antimicrobico, robusto, duttile e non magnetico con una buona conduttività termica ed elettrica. Alcune delle applicazioni per PCB ramati includono:

  • Quando intendi utilizzare altre placcature metalliche sulla tua tavola come la nichelatura e l'argento.
  • Dove si desidera schermare dalle interferenze elettromagnetiche a radiofrequenza.

È possibile utilizzare la galvanica in PCB con placcatura in rame?

Sì.

Il metodo di ramatura più frequente è la galvanica.

Qui dissolvi ioni metallici con una carica positiva in una soluzione chimica usando una corrente elettrica.

Questi ioni positivi si trasferiscono sul lato del circuito caricato negativamente che comprende il materiale che si intende placcare.

Immergi questo materiale nella soluzione facendo accumulare le particelle di metallo disciolto sulla superficie del materiale.

Il processo di galvanica è rapido e si ottiene una superficie uniforme e liscia.

La galvanica migliora le qualità fisiche, chimiche e meccaniche di un materiale come conduttività, saldabilità e riflettività.

Quali altri processi di placcatura è possibile utilizzare per PCB con placcatura in rame?

Altri processi di placcatura che è possibile utilizzare per i PCB placcati in rame sono:

Placcatura senza elettricità

La placcatura chimica non richiede l'uso di una fonte elettrica esterna, invece impiega una reazione chimica che causa la riduzione dell'atomo di metallo.

Quando gli ioni metallici interagiscono con un agente riducente e un metallo catalitico, si trasformano in un solido metallico.

La placcatura chimica trova ampio utilizzo grazie al suo basso costo ed è il processo di placcatura autocatalitica più diffuso.

Tuttavia, è un processo lento e difficile da regolare incapace di produrre lastre spesse.

Con la placcatura elettrolitica si ottiene una protezione del metallo di base dalla corrosione e una dimensione estesa del pezzo.

Ottieni anche una migliore riflettività, saldabilità e conduttività nel tuo PCB con placcatura in rame.

Placcatura ad immersione

La placcatura per immersione è il processo di immersione di un pezzo di metallo in una soluzione contenente ioni metallici di un metallo più nobile.

Gli ioni di metalli più nobili sono più stabili causando un'attrazione innata che causa lo spostamento degli ioni meno nobili.

La placcatura per immersione richiede tempo ed è applicabile solo per metalli meno nobili con metalli più nobili (chimicamente inerti come oro e argento).

Si ottiene una lastra a strato sottile con immersione con bassa qualità di adesione.

Tuttavia, si beneficia di una migliore resistenza alla corrosione, aspetto e conduttività elettrica modificati, maggiore durezza e tolleranza di coppia.

Si ottiene anche la modifica delle capacità di adesione della placcatura a immersione.

Quali sono i vantaggi nell'impiego di PCB con placcatura in rame?

Quando si utilizzano PCB ramati, si riscontrano i seguenti vantaggi:

  • Maggiore trasferimento del segnale grazie all'elevata conduttività del rame metallico.
  • L'uso di PCB placcati in rame consente l'uso in applicazioni flessibili grazie alla proprietà morbida del rame che consente la flessione.
  • Si ottengono finiture della scheda superiori quando si utilizza PCB con placcatura in rame, consentendo proprietà fisiche ed elettriche migliorate.
  • I PCB ramati mostrano un discreto livello di resistenza alla corrosione che puoi anche integrare con metalli più duri come il nichel.
  • La realizzazione di PCB con placcatura in rame è meno costosa grazie all'ampia disponibilità di rame e al suo basso costo.

Quali sono i limiti della placcatura in rame PCB?

Il rame è una scelta eccellente per la galvanica in un'ampia gamma di applicazioni.

Tuttavia, si verificano alcune limitazioni quando lo si utilizza in PCB con placcatura in rame a causa delle sue caratteristiche uniche.

  • Come metallo attivo, non puoi placcare direttamente il rame con il ferro senza prima applicare una base di rivestimento di nichel.

Ad asciugatura della mano, si applica la mano di rame rinforzando il metallo in preparazione di ulteriori lavorazioni.

  • Il rame è anche intrinsecamente opaco, il che richiede procedure aggiuntive per ottenere quella brillantezza caratteristica del marchio.
  • Per garantire la massima adesione, potrebbe essere necessario utilizzare una soluzione di cianuro con la soluzione di rame.

Il cianuro è velenoso e quindi richiede una manipolazione con cautela durante il processo di placcatura.

Quali tipi di rame è possibile utilizzare nei PCB con placcatura in rame?

Le prestazioni di un PCB con placcatura in rame dipendono dalle caratteristiche del rame come la rugosità superficiale e la forza di adesione.

Trovi questo particolarmente importante per quanto riguarda i PCB ramati che utilizzi alle frequenze delle microonde.

Il rame su un PCB offre percorsi del segnale realizzati con elevata precisione.

Il successo del rame inizia dalla qualità del rame e dallo stato della sua connessione al materiale dielettrico della scheda.

Il modo in cui si combinano l'abbinamento dei materiali influenza le prestazioni in base alle situazioni operative. Pertanto, la fusione di rame e dielettrico è fondamentale per le prestazioni e la durata di un PCB placcato in rame utilizzato ad alta frequenza.

Le forme più comuni di lamine di rame commerciali utilizzate con i PCB ramati sono:

  1. Foglio di rame elettrodepositato (ED).
  2. Foglio di rame ricotto laminato (RA).

È possibile migliorare la proprietà di adesione con materiale dielettrico sottoponendo le lamine di rame a vari trattamenti.

lamina di rame elettrodeposta

Foglio di rame elettrodepositato

Ad esempio, produci rame ED depositando elettroliticamente solfato di rame su un tamburo di acciaio inossidabile che ruota lentamente e lucidato.

Successivamente, l'estrazione del rame avviene sotto forma di una bobina continua con il lato del tamburo avente una superficie più liscia.

Per le lamine di rame RA, si laminano più volte lingotti di rame solido.

Il PCB placcato in rame avrà proprietà diverse a seconda del tipo di rame utilizzato.

I PCB ramati che utilizzano rame ED hanno prestazioni superiori in applicazioni con sollecitazioni meccaniche.

D'altra parte, i PCB ramati che utilizzano rame RA si comportano bene in applicazioni soggette a stress termico.

lamina di rame ricotto laminato

Lamina di rame ricotto arrotolata

Entrambi i tipi di pellicola utilizzano una tecnica di passivazione per creare uno strato protettivo sul rame che può prevenire l'appannamento.

Come si confronta il profilo dei tipi di rame utilizzati nei PCB con placcatura in rame?

Le strutture dei grani dei tipi di rame nei PCB ramati sono molto diverse tra loro.

La struttura del grano fornisce anche la comprensione del profilo superficiale del rame.

I fogli di rame elettrodepositati (ED) utilizzati nei PCB con placcatura in rame possono avere strutture a grana grossa, intermedia o fine.

Una struttura a grana grossa offre le superfici più ruvide, mentre le strutture in rame a grana fine offrono superfici lisce.

Questi vari profili di superficie in rame possono avere vantaggi e svantaggi.

Una lamina di rame con profilo superficiale ruvido consente un legame più forte con il laminato dielettrico rispetto a un profilo più liscio.

Tuttavia, l'induttanza più elevata del profilo più ruvido si traduce in scarse prestazioni di perdita di inserzione con grandi variazioni di fase.

Quando si utilizzano lamine di rame con profilo liscio nei PCB ramati utilizzati nei circuiti ad alta frequenza, si ottiene una migliore definizione dell'incisione.

Si utilizzano parti più piccole della superficie del conduttore di un PCB placcato in rame per la trasmissione del segnale a frequenze più elevate.

Di conseguenza, si ritiene che l'impatto di profili di superficie più ruvidi sia più importante alle frequenze più elevate.

Quando la rugosità superficiale aumenta, si nota un aumento della fase o della costante dielettrica effettiva in alcuni progetti che utilizzano circuiti più sottili.

I problemi possono derivare quando si ignorano gli impatti dei profili di superficie ruvida nella previsione delle prestazioni dei circuiti derivati ​​da determinati materiali.

Qual è la differenza tra tracce e vie nel PCB con placcatura in rame?

Il rame costituisce la maggior parte dei circuiti che collegano gli elementi PCB che comprendono tracce di superficie e fori praticati per la corrente noti come via.

Le tracce e le vie di superficie hanno entrambi lo stesso scopo di conduzione della corrente.

tracce di finitura in PCB ramato

Tracce Finitura in PCB ramato

Le tracce collegano i componenti mentre i via collegano le superfici della scheda agli strati interni o agli strati interni tra loro.

Tuttavia, trovi alcune differenze sostanziali tra i due.

Ad esempio, le tracce di superficie sono generalmente piatte e rettangolari, con torsioni per navigare tra le caratteristiche della scheda. In alternativa, i via sono spesso circolari seguendo un percorso rettilineo.

Vias in PCB ramati

Via in PCB placcatura in rame

Mentre puoi placcare entrambi gli articoli, la placcatura su tracce è per la protezione mentre in via è per la conduzione di corrente.

Quali sono gli attributi di processo importanti per PCB con placcatura in rame?

Quando si realizzano vie in PCB con placcatura in rame, si impiega la placcatura elettrolitica o la placcatura elettrolitica. Il materiale che utilizzi come riempimento è importante durante la placcatura in rame.

La conducibilità termica del riempimento non conduttivo è molto inferiore rispetto alle paste conduttive e al rame, materiale stesso.

Molti fattori influenzano l'affidabilità di un PCB ramato.

Questi includono le proporzioni dei fori praticati, lo spessore delle pareti e persino le proprietà del materiale della tavola.

Alcuni importanti attributi di processo per i PCB ramati sono:

  • Tipo di riempimento la cui determinazione dipende dall'utilizzo della via.
  • Via altezza influenzata dallo spessore della tavola.
  • Il diametro della via regolato dal passo e dalla spaziatura degli SMD.
  • Le proporzioni della tavola derivano dalla divisione dello spessore della tavola per il diametro della via.
  • Potere di lancio che definisce la capacità di disperdere l'energia in modo uniforme.
  • Spessore della lastra che influisce sulla resistenza e la durata della lastra.

Quali opzioni di placcatura superficiale è possibile utilizzare in un PCB placcato in rame?

Trovi le seguenti opzioni di placcatura utili per il tuo PCB di placcatura in rame:

Galvanotecnica

Si applica una corrente continua per avviare una reazione chimica con conseguente creazione di uno strato di metallo sul rame.

In questo modo crei tracce e vie usando stagno, oro o nichel.

Biologico

Questo metodo è anche ecologico in quanto non richiede il contatto metallo-metallo.

La durata di conservazione è tuttavia limitata, quindi richiede condizioni di conservazione dei PCB appropriate.

senza elettroni

Questo metodo non necessita di elettricità e può essere utilizzato per costruire una barriera metallica se combinato con l'immersione.

Un catalizzatore aiuta a sciogliere una bacchetta di rame in questo metodo, dopodiché disperdi il rame sulla superficie.

Livellamento della saldatura ad aria calda (HASL)

Qui, immergi la scheda nella saldatura a caldo per questa procedura e prima di livellare con una lama d'aria.

Questo metodo è il più conveniente dopo aver superato la prova del tempo.

Immersione

L'immersione trova l'uso comune con lo stagno con l'assenza di uso di piombo un vantaggio significativo in quanto lo rende conforme alla RoHS.

Tuttavia, potrebbe causare baffo di stagno che causano antiestetici ponti di saldatura tra i componenti.

Quale spessore del rame utilizzi nel PCB con placcatura in rame?

Lo spessore del rame del PCB placcato in rame contribuisce allo spessore complessivo della scheda.

La quantità di corrente condotta determina lo spessore del rame sul PCB.

Lo spessore del rame può variare da 1.4 mm a 2.8 mm per strati posizionati internamente con un peso complessivo di 2-3 once.

È possibile personalizzare lo spessore in base alle proprie esigenze.

Quando si decide lo spessore, tenere presente che le tavole più spesse sono più rigide delle tavole sottili. A meno che non sia limitato dall'applicazione, è preferibile una tavola spessa.

Quando si sceglie lo spessore dei PCB ramati, considerare le seguenti variabili:

  • Spazio disponibile: Laddove il dispositivo di applicazione lo consenta, utilizzare un pannello di placcatura in rame spesso. Avere uno spazio limitato richiede una tavola sottile.
  • Connettori e componenti: I connettori e i tipi di componenti determinano lo spessore del PCB con placcatura in rame.

I componenti di grandi dimensioni con grande dissipazione del calore richiedono schede spesse.

  • Flessibilità: Laddove desideravi flessibilità, le tavole sottili sono appropriate rispetto a quelle spesse nonostante siano soggette a rotture.
  • Impedenza: La corrispondenza dello spessore della scheda con l'impedenza è fondamentale poiché influenza la proprietà dielettrica.
  • Peso: Una tavola più sottile si rompe facilmente quindi usa una tavola più spessa.

È possibile utilizzare un approccio a doppio rivestimento nel PCB con placcatura in rame?

Sì.

La placcatura in rame presenta numerosi vantaggi, tra cui conduttività, malleabilità, lubrificazione, resistenza alla corrosione e proprietà antimicrobiche.

La compatibilità del rame con altri processi di placcatura e rivestimento, ne consente l'uso come parte di un sistema duale.

Una superficie PCB con placcatura in rame può trarre vantaggio dalle proprietà di due diversi sistemi di rivestimento quando si utilizza un approccio duale.

Puoi anche imparare qualcosa Placcatura del bordo del PCB.

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