PCB Đồng Cho Thiết Bị Công Nghiệp và PCB Lõi Đồng: Giải Pháp Tản Nhiệt – Độ Bền Cao Cho Mạch Công Suất

Trong lĩnh vực sản xuất thiết bị công nghiệp hiện nay, yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt và ổn định điện áp ngày càng cao. Những hệ thống công suất lớn như nguồn công nghiệp, biến tần, LED công suất, sạc nhanh, mô-đun điều khiển động cơ… đòi hỏi loại bảng mạch có thể chịu tải mạnh và tản nhiệt hiệu quả.

Đây chính là lý do PCB đồng cho thiết bị công nghiệp và PCB lõi đồng ngày càng trở thành lựa chọn bắt buộc của các kỹ sư điện tử, đặc biệt trong những ứng dụng yêu cầu độ bền cao, hoạt động liên tục trong môi trường khắc nghiệt.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ PCB lõi đồng là gì, cấu tạo, ưu điểm và lý do tại sao nó phù hợp cho sản phẩm công nghiệp.

1. PCB đồng cho thiết bị công nghiệp là gì?

PCB đồng cho thiết bị công nghiệp là loại bảng mạch được thiết kế với lớp đồng dày hoặc lõi đồng nhằm giải quyết các bài toán:

• tản nhiệt cao

• dòng tải lớn

• độ bền cơ học mạnh

• hoạt động 24/7 trong môi trường khắt nghiệt

  
  

Thông thường, lớp đồng trong PCB công nghiệp có thể đạt:

• 2 oz – 6 oz cho các đường cấp nguồn lớn

• Thậm chí 8 oz – 10 oz cho công suất cực lớn

So với PCB FR4 thông thường (chỉ 1 oz – 1.5 oz), PCB đồng chịu tải tốt hơn gấp nhiều lần.

---

2. PCB lõi đồng là gì?

PCB lõi đồng (Copper Core PCB) là loại bảng mạch có lớp lõi trung tâm 100% làm từ đồng, thay vì sợi thủy tinh hoặc nhôm như các dòng PCB phổ thông.

Cấu tạo của PCB lõi đồng gồm:

• Lõi đồng dày (0.5–3mm)

• Lớp cách điện chuyên dụng (thường dùng resin chịu nhiệt cao)

• Lớp đồng mạch bên trên

Nhờ lõi là kim loại dẫn nhiệt mạnh nên PCB lõi đồng có khả năng:

• Dẫn nhiệt cực nhanh

• Phân bổ nhiệt đều

• Hạn chế nóng cục bộ

• Tăng tuổi thọ linh kiện

Điều này đặc biệt quan trọng cho các thiết bị công nghiệp công suất lớn.

---

3. Ưu điểm vượt trội của PCB lõi đồng

1. Tản nhiệt nhanh gấp 10 lần PCB nhôm

Đồng có hệ số dẫn nhiệt ~400 W/mK
Trong khi:

• Nhôm: ~200 W/mK

• FR4: ~0.3 W/mK

→ PCB lõi đồng gần như là vua tản nhiệt trong họ nhà PCB.

2. Chịu dòng cao – phù hợp công suất lớn

Đường đồng dày, lõi đồng giúp mạch:

• Chịu được dòng >20A – 60A

• Không bị cháy trace

• Không bị lún hoặc bong lớp đồng

3. Độ bền cơ học cao

PCB lõi đồng rất cứng – chịu lực tốt, không cong vênh khi:

• Hàn nhiệt cao

• Vận hành trong môi trường rung lắc

• Tiếp xúc lực cơ học
  

4. Ổn định trong môi trường nóng – ẩm – bụi

Đây là lý do bảng mạch được dùng trong:

• Nhà máy

• Tủ điện

• Phòng máy lạnh – lò nhiệt

• Ngoài trời

5. Tăng tuổi thọ linh kiện

Khi tản nhiệt tốt → linh kiện không quá nóng → giảm nguy cơ:

• chết MOSFET

• chết LED công suất

• cháy IC

• đứt đường nguồn

---

4. Các loại PCB đồng cho thiết bị công nghiệp phổ biến

1. PCB lõi đồng nguyên tấm (Copper Core Solid)

• Tản nhiệt mạnh nhất

• Dùng cho LED high-power, laser, máy công nghiệp

2. PCB đồng dày (Heavy Copper PCB)

Đồng dày từ 2 oz – 10 oz

Ứng dụng:

• Module IGBT

• Công suất DC-DC

• Nguồn tổ ong

• Relay – contactor công suất

3. PCB đồng đế kép (Dual Copper Base)

Lõi đồng ở giữa + đồng ở mặt trên
→ Tăng độ bền & khả năng chịu dòng

4. PCB đồng nhiều lớp (Multilayer Copper PCB)

Dùng cho thiết bị phức tạp yêu cầu:

• Isolation tốt

• Nhiều đường tín hiệu

• Công suất + điều khiển

---

5. Ứng dụng của PCB đồng trong thiết bị công nghiệp

Bảng mạch lõi đồng được ứng dụng rộng rãi vì tính bền bỉ và khả năng chịu nhiệt cao.

1. Máy công nghiệp – máy CNC

• Driver servo

• Board điều khiển motor

• Mạch nguồn công suất

2. Thiết bị điện lực

• Bộ sạc ắc quy

• Bộ chuyển đổi công suất DC-DC / AC-DC

• Biến tần năng lượng mặt trời

3. LED công suất – chiếu sáng công nghiệp

• LED floodlight

• LED quảng cáo

• LED nhà xưởng

4. Robot tự động hóa – IoT công nghiệp

• Module điều khiển

• Board cảm biến công nghiệp

5. Thiết bị nhiệt – thiết bị năng lượng

• Bộ điều khiển lò hơi

• Mạch cảm biến nhiệt cao

6. Hệ thống an ninh – camera

• LED hồng ngoại công suất

• Board cấp nguồn PoE

7. Pin – sạc – công nghệ lưu trữ năng lượng

• BMS dòng lớn

• Sạc nhanh 2A – 20A

---

6. So sánh PCB lõi đồng và PCB nhôm

→ Nếu cần tản nhiệt tốt nhất & độ bền cao nhất → chọn PCB lõi đồng.
→ Nếu chỉ cần tản nhiệt vừa phải → chọn PCB nhôm.

---

7. Quy trình sản xuất PCB lõi đồng

Do cấu trúc đặc biệt, quy trình chế tạo PCB lõi đồng phức tạp hơn FR4 và nhôm.

1. Chuẩn bị lõi đồng

Độ dày thông thường:
0.5mm – 1mm – 2mm – 3mm

2. Phủ lớp cách điện chuyên dụng

Lớp resin chịu nhiệt cao để cách ly mạch khỏi lõi đồng.

3. Cán lớp đồng bề mặt

Tạo lớp mạch để ăn mòn.

4. Khoan lỗ – CNC

Cần máy khoan chuyên dụng do vật liệu rất cứng.

5. Mạ lỗ

Tăng bám dính & dẫn điện.

6. Khắc mạch

Tạo đường dẫn tín hiệu.

7. Phủ soldermask – in silkscreen

8. Kiểm tra AOI – test điện tử (E-test)

Đảm bảo mạch đạt tiêu chuẩn công nghiệp.

---

8. Tại sao các công ty công nghiệp nên chọn PCB lõi đồng?

1. Ổn định lâu dài

Hoạt động liên tục 24/7, ít hư hại.

2. Giảm rủi ro cháy nổ

Nhờ tản nhiệt nhanh.

3. Giảm chi phí bảo trì

Tuổi thọ linh kiện cao → ít sửa, ít đổi.

4. Nâng cấp hiệu suất sản phẩm

Điện áp ổn định → độ tin cậy cao.

5. Tăng chất lượng thương hiệu

Mạch bền → sản phẩm đạt tiêu chuẩn công nghiệp → dễ xuất khẩu.

---

9. Giá gia công PCB lõi đồng là bao nhiêu?

Giá phụ thuộc vào:

• độ dày lõi đồng

• độ dày lớp đồng

• số lớp

• kích thước mạch

• yêu cầu tản nhiệt

• số lượng

Giá tham khảo (có thể thay đổi):

• PCB lõi đồng 1 lớp: 1.2 – 2.5 triệu/m²

• PCB lõi đồng dày 2–3mm: 2.8 – 4.5 triệu/m²

• PCB lõi đồng nhiều lớp: theo thiết kế

Mạch càng phức tạp → giá càng cao.

---

10. PCB lõi đồng là lựa chọn tối ưu cho thiết bị công nghiệp

PCB đồng cho thiết bị công nghiệp và PCB lõi đồng đang trở thành tiêu chuẩn mới cho các hệ thống công suất lớn, nơi yêu cầu tản nhiệt, độ bền và ổn định là yếu tố tiên quyết.

Tóm tắt ưu điểm chính:

• Tản nhiệt cực mạnh

• Chịu dòng lớn

• Bền nhiệt – bền cơ học

• Thích hợp môi trường công nghiệp

• Tăng tuổi thọ linh kiện

Nếu bạn đang sản xuất các thiết bị công suất hoặc thiết bị công nghiệp, thì PCB lõi đồng là lựa chọn gần như không thể thay thế.