Qu’est-ce qu’un substrat en cuivre épais ?
Il s’agit d’un type de substrat de cuivre où l’épaisseur du cuivre utilisé est plus importante.
Les substrats en cuivre normaux ont une épaisseur de 30 à 100 µm, alors que le cuivre utilisé dans les substrats en cuivre épais peut atteindre 140 µm ou plus. Cette épaisseur du cuivre plus importante permet de faire passer des courants plus élevés à travers le substrat de cuivre épais qu’avec les substrats normaux. Cela a pour effet de faire fonctionner des machines de plus grande puissance. L’utilisation de ces substrats en cuivre épais s’est accrue au cours des dernières années avec la généralisation des machines de forte puissance.
Utilisations des substrats de cuivre épais
Les substrats de cuivre épais sont nécessaires pour les applications à haute puissance et à courant élevé. Ils peuvent notamment dissiper la chaleur générée lors de l’application de courants élevés. Par conséquent, ils sont souvent utilisés dans de petites applications à courant élevé et sont souvent installés dans des produits qui nécessitent une plus grande durabilité. Une application particulièrement courante est celle des modules de puissance, qui sont des composants électroniques pour les automobiles.
À l’origine, la distribution de l’énergie à l’alimentation et à l’équipement électronique des automobiles se faisait par une distribution d’énergie dédiée. Cependant, cela nécessitait un câblage complexe, qui était assez coûteux. Ces substrats en cuivre épais ont toutefois permis de faire circuler des courants élevés, ce qui facilite la conception du câblage et permet de réduire la taille des produits.
Principe des substrats en cuivre épais
Dans les substrats en cuivre normaux, l’épaisseur du cuivre est généralement de l’ordre de 15 à 35 µm, mais dans les substrats de cuivre épais, l’épaisseur du cuivre dépasse 140 µm. En raison de la conductivité thermique élevée du cuivre lui-même, l’augmentation de son épaisseur permet de faire passer un courant plus important sur une surface plus petite.
Une autre de ses caractéristiques est la dissipation thermique élevée du substrat lui-même. La dissipation thermique accrue du substrat empêche la température des composants d’augmenter pendant le fonctionnement. Cela permet aux composants de fonctionner plus efficacement et donc de prolonger leur durée de vie.
Types de substrats de cuivre épais
Il existe quatre principaux types de substrats en cuivre épais.
- Les substrats à barre omnibus. Ils sont fabriqués en incorporant une barre omnibus métallisée dans le circuit.
- Les substrats à cavité à dissipation thermique élevée, dans lesquels les conducteurs sont exposés par un processus de contre-perçage.
- Les cartes à couches de cuivre à haute dissipation thermique, dans lesquelles le cuivre est injecté directement sous les composants qui génèrent une chaleur élevée.
- Les substrats en cuivre épais sur la même face, contenant des motifs de cuivre d’épaisseurs différentes au sein d’un même substrat.
Les substrats en cuivre de différentes épaisseurs sur la même surface permettent d’y réaliser plusieurs conceptions de câblage. Il est important de choisir celui qui convient à l’utilisation prévue.