ضخامت مس 1 اونسی | ضخامت برد مدار چاپی: راهنمای جامع وزن‌های مس در برد مدار چاپی

معرفی

پس، آیا تا به حال این سوال برایتان پیش آمده که چرا ضخامت مس برد مدار چاپی در یک برد مدار چاپی واقعاً مهم است؟ یا شاید در حال تصمیم‌گیری بین استفاده از مس ۱ اونسی یا ۲ اونسی برای برد خود هستید؟ باور کنید، تنها کسی که چنین سوالی دارد نیستید. ضخامت مس یکی از آن جزئیات پایه‌ای اما کمی گیج‌کننده در طراحی برد مدار چاپی است.

انتخاب بین مس ۱ اونسی و ۲ اونسی فقط به این بستگی ندارد که برد شما چقدر برق می‌تواند تحمل کند. این انتخاب در واقع تأثیر زیادی بر چیزهای دیگری نیز دارد — مانند اطمینان از صحت سیگنال، استحکام برد، هزینه‌ی آن و حتی مدت زمان عمر آن.

در این راهنما، تمام آنچه باید درباره ضخامت مس برد مدار چاپی (PCB) بدانید را شرح می‌دهیم. ما توضیح می‌دهیم که «ضخامت مس بر حسب اونس» یعنی چه، چرا معمولاً مس ۱ اونس استاندارد پیش‌فرض است و در چه مواردی استفاده از مس ۲ اونس یا حتی برد‌های مس سنگین منطقی است. ما با ارائه مثال‌های واقعی، نکات داخلی تولید و چند نمودار مفید، تمام این موارد را به‌خوبی روشن می‌کنیم. چه در حال ساخت نمونه اولیه باشید و چه در حال ساخت دستگاهی قدرتمند که باید جریان‌های بالا را تحمل کند، ما پوشش کاملی از نیازهای شما داریم.

درک ضخامت مس برد مدار چاپی و وزن مس

بنابراین، وقتی در مورد ضخامت مس در یک ضخامت مس صحبت می‌کنیم، در واقع منظور مقدار مسی است که روی برد پهن شده تا آن ردیف‌ها و پد‌های کوچک را تشکیل دهد. در صنعت برد مدار چاپی (pcb)، ما معمولاً فقط نمی‌گوییم «میلی‌متر». بلکه از یک واحد قدیمی استفاده می‌کنیم: اونس در هر فوت مربع، که به اختصار «oz» نامیده می‌شود. این موضوع عجیب به نظر می‌رسد، اما دقیقاً از وزن مس پخش‌شده روی یک سطح معین نشأت گرفته است.

ضخامت مس ۱ اونس چیست؟

• ضخامت مس ۱ اونس برای بیشتر مسیرهای سیگنال و تحویل توان متوسط مناسب است. تصور کنید ورقه‌ای از مس دارید که دقیقاً یک اونس وزن داشته باشد و ابعاد آن یک فوت در یک فوت باشد. این همان ضخامت مس ۱ اونس است.
• اگر ضخامت این ورقه را اندازه‌گیری کنید، حدود ۳۵ میکرون (یا ۳۵ میکرون) خواهد بود. این ضخامت استاندارد و پرکاربرد احتمالاً برای ۹۰ درصد برد‌های الکترونیکی در دست است. این ضخامت برای اکثر سیگنال‌های معمولی و مقدار قابل‌قبولی از توان کاملاً مناسب است.

چرا به جای ضخامت، از اونس استفاده می‌کنیم؟

• راستش، این یک عادت صنعتی است که از روزهای قدیم باقی مانده است. در آن زمان، خرید و اندازه‌گیری مس بر اساس وزن راحت‌تر بود.
• نکته جالب اینجاست که امروزه ابزار همه چیز بر این اساس تنظیم شده است. تمام ماشین‌حساب‌هایی که به شما می‌گویند چه عرضی از مس را برای جریان مشخصی انتخاب کنید، از واحد «اونس» استفاده می‌کنند. بنابراین، امروزه این روش در واقع کارها را آسان‌تر می‌کند.
• اما به عنوان یک طراح، باید هر دو عدد را در ذهن داشته باشید: وزن مس و ضخامت واقعی آن بر حسب میلی‌متر، تا طراحی‌ها و شبیه‌سازی‌های شما دقیق باشند.

ضخامت مس در طراحی برد مدار چاپی: اصول اولیه

چرا ضخامت مس اهمیت دارد

خب، ضخامت مس در واقع قوانینی را تعیین می‌کند که برد شما چه کارهایی می‌تواند و نمی‌تواند انجام دهد. به این شکل فکر کنید:

• ظرفیت تحمل جریان: مس ضخیم‌تر مثل یک بزرگراه وسیع‌تر برای جریان الکتریکی است. این نوع مس می‌تواند جریان بسیار بیشتری را قبل از گرم شدن تحمل کند.
• عرض ردیف مسی: اگر نیاز داشته باشید که یک ردیف مسی جریان مشخصی را هدایت کند، استفاده از مس ضخیم‌تر به شما این امکان را می‌دهد که ردیف را باریک‌تر بسازید و در نتیجه فضا روی برد خود را ذخیره کنید.
• مدیریت حرارت: مس در دفع حرارت عالی است. مس بیشتر مانند یک هیت سینک بزرگ‌تر عمل می‌کند و از سوختن قطعات حساس شما جلوگیری می‌کند.
• قدرت مکانیکی: مس ضخیم‌تر، پدها و سوراخ‌ها را محکم‌تر می‌کند؛ بدین معنا که برد شما در حین مونتاژ، زمانی که قطعات فشرده و لحیم می‌شوند، کمتر در معرض آسیب قرار دارد.
• قابلیت اطمینان تحت تنش: هنگامی که شرایط سخت می‌شود — مانند نوسانات برق یا گرم و سرد شدن مداوم برد — مس ضخیم‌تر مقاومت بیشتری دارد. این نوع مس کمتر دچار ترک‌خوردگی، لایه‌لایه شدن یا سوختگی می‌شود.

ضخامت‌های استاندارد مس در صنعت برد مدار چاپی

وزن‌های استاندارد مس مورد استفاده در صنعت برد مدار چاپی معمولاً ۰٫۵ اونس، ۱ اونس، ۲ اونس، ۳ اونس و ۴ اونس مس در هر فوت مربع است، که ۱ اونس مس به عنوان استاندارد برای اکثریت وسیعی از برد مدارهای چاپی در نظر گرفته می‌شود.

جدول ضخامت‌های متداول مس:

نمودار ضخامت مس: مقایسهٔ مدارهای چاپی مس 1 اونسی و 2 اونسی

یکی از رایج‌ترین سوالات، تفاوت بین مس 1 اونسی و 2 اونسی در طراحی مدار چاپی است . در اینجا مقایسه‌ای ساده برای مرجع شما آورده شده است:

مس ۱ اونسی در مقابل ۲ اونسی: کدام را انتخاب کنید؟

• مس ۱ اونسی : انتخاب اول شما برای کارهای روزمره است — مانند بیشتر مدارهای دیجیتال، مسیریابی سیگنال و برد‌های کم‌توان ’به دليلي است که اين استاندارده
• 2 اونس مس وقتي که مسائل جدي تر بشن، وارد عمل ميشه — ما ’در مورد قدرت بالا، جریان سنگین، یا تخته هایی که داغ هستند و به گسترش بهتر گرما نیاز دارند صحبت می کنیم.
• وقتی شما ’ر مقایسه بین ۱ اونس تا ۲ اونس مس ، "دان" ’فقط به جریان فکر نکن از خودتان بپرسید: چقدر فضای خالی دارم؟ چی شد ’بودجه من چیه؟ و چه قدر بايد اثرم کوچيک باشه؟ چون مس ضخیم تر می تواند فضای بیشتری را صرفه جویی کند اما ممکن است گران تر باشد و جزئیات کوچک را محدود کند.

وزن مس: 1 اونس در مقابل 2 اونس PCB مس

تاثیر وزن مس بر طراحی PCB

• ضخامت مس ۱ اونسی گزینهٔ همه‌کاره شماست. این ضخامت برای بیشتر بوردهای دیجیتال، مثل آردوینو یا رزبری پای، مناسب است و همچنین بهترین انتخاب برای برد مدار چاپی فلکسیبل یا زمانی که قطعات زیادی را در فضای کوچکی جمع می‌کنید.
• ضخامت مس ۲ اونسی متخصص توان الکتریکی شماست. برای کارهای سخت‌تر به این گزینه نیاز دارید —چیزهایی مثل مدارهای منبع تغذیه ، سیستم‌های مدیریت باتری، یا مدارهای راه‌اندازی موتورها.
• این به طور معمول برد مسی در حالی که ۱ اونس پیش‌فرض است، اکثر تولیدکنندگان ارتقا به ضخامت ۲ اونس یا حتی ۳ اونس مس را بسیار آسان کرده‌اند مس سنگین بردهای مدار چاپی.

تفاوت ضخامت مس در عمل

• بزرگترین مزیت اینجاست: دو برابر کردن ضخامت مس از ۱ اونس به ۲ اونس ضخامت مس به این معنی است که می‌توانید عرض یک ردیف را نصف کنید و همچنان همان مقدار جریان را هدایت کند. این موضوع صرفه‌جویی بسیار زیادی در فضای مسیرهای توان به همراه دارد!
• اما یک مشکلی وجود دارد... با افزایش ضخامت مس وقتی از آن استفاده می‌کنید، قوانین تولیدکننده در مورد حداقل اندازه ویژگی عرض ردیف و فاصله‌گذاری افزایش می‌یابد. بنابراین، شما در عرض فضا صرفه‌جویی می‌کنید، اما ممکن است از توانایی ایجاد جزئیات بسیار ریز و با تراکم بالا محروم شوید.

انتخاب ضخامت مناسب مس در طراحی برد مدار چاپی (PCB) -2

نکاتی برای انتخاب وزن مناسب مس (ادامه)

تجزیه و تحلیل توزیع کل جریان:

از یک ماشین‌حساب آنلاین عرض مسیر استفاده کنید تا ببینید هر مسیر چه مقدار جریان را تحمل خواهد کرد. شما باید ضخامت مس برد مدار چاپی را با بیشترین جریان مطابقت دهید، در غیر این صورت ممکن است مسیرهای شما داغ کنند یا باعث افت ولتاژ شوند.

ارزیابی عرض مسیر و فضای موجود روی برد:

اگر محتوای زیادی را در یک فضای کوچک جای داده‌اید، تغییر از مس ۱ اونسی به 2 اونس مس یک اقدام کلاسیک است. این امر به شما امکان می‌دهد از مسیرهای نازک‌تر برای خطوط با توان بالا استفاده کنید و فضای باارزشی را برای سایر اجزا آزاد کنید.

ضخامت برد و چیدمان لایه‌ها را در نظر بگیرید:

• • به یاد داشته باشید، لایه مس ضخیم‌تر به کلیت ضخامت برد شما اضافه می‌شود ضخامت برد در برد‌های پیچیده چندلایه، معمولاً ترکیب و تطبیق انجام می‌شود. ممکن است از ضخامت‌های مختلف مس بر حسب اونس در لایه‌های خارجی برای سیگنال‌های ظریف و با سرعت بالا استفاده کنید و سپس از مس ضخیم ۲ اونسی در یک لایه داخلی صرفاً به عنوان یک صفحه تغذیه اختصاصی بهره ببرید.

ارزیابی نیازهای مدیریت حرارتی:

مس به عنوان یک هیت سینک داخلی عمل می‌کند. اگر دارید چیزی مانند یک آرایه LED روشن یا مدارهای با توان بالا , با استفاده از بردهای مدار چاپی مسی 2 اونسی می‌تواند توانایی خنک‌سازی شما را دو برابر کند و قطعات شما را از داغ شدن بیش از حد نجات دهد.

درک مونتاژ و پیامدهای هزینه:

• • نکته مهم اینجاست: مس ضخیم‌تر، هزینه بیشتری دارد. این نوع مس از مواد خام بیشتری استفاده می‌کند و برای کارخانه دشوارتر است که به طور دقیق آن را حکاکی کند. بنابراین از خود بپرسید: آیا نیاز دارم مس ضخیم در همه جا باشد، یا فقط در چند نقطه کلیدی؟ استفاده از 1 اونس به عنوان وزن استاندارد مس بسیار ارزان‌تر و آسان‌تر برای تولید است.

ارجاع به استانداردهای IPC:

در صورت تردید، استاندارد IPC-2221 را بررسی کنید. این استاندارد صنعتی کتابچه قانونی است که دقیقاً به شما می‌گوید برای یک جریان و وزن مس مشخص، عرض مسیر (تریس) چقدر باید باشد، تا از ایمنی و قابلیت اطمینان طراحی خود اطمینان حاصل کنید.

نکات طراحی برد مدار چاپی برای مشخص کردن و استفاده از ضخامت مس

بهترین روش‌ها برای ضخامت مس در چیدمان برد مدار چاپی

• مشخص کردن ضخامت مس نهایی: این یکی از مهم‌ترین موارد است. هنگامی که می‌گویید «مس ۲ اونسی»، همیشه مشخص کنید که آیا منظورتان ضخامت فویل اولیه است یا وزن مس نهایی پس از تمامی عملیات پوشش‌دهی. این دو متفاوت هستند و باید مطمئن شوید که همه طرف‌ها منظور یکسانی دارند.
• مس ریخته برای زمین/برق: فضاهای خالی بزرگ روی برد خود را خالی نگذارید. این نواحی را با مس متصل به زمین پر کنید. این کار اتصال زمین بسیار محکمی ایجاد می‌کند و مانند یک هیت سینک داخلی عمل می‌کند.
• استفاده از ردیف‌های موازی: اگر مسیر جریان بسیار بالایی دارید، به جای ایجاد یک ردیف بسیار عریض و بزرگ، سعی کنید آن را به چند ردیف کوچک‌تر و موازی تقسیم کنید. این روش قابل اعتمادتر است و گرما را بهتر پخش می‌کند.
• اجرای ویاهای حرارتی: اجزای داغ دارید؟ تعداد زیادی ویای کوچک (که ما آنها را ویاهای حرارتی می‌نامیم) را دقیقاً زیر پد حرارتی آن قرار دهید. این کار در واقع یک بزرگراه ایجاد می‌کند تا گرما را به لایه‌های داخلی یا پایین برد منتقل کند.
• پوشش دهی لبه و مس در معرض: برای برد‌های پردازشی پیچیده و با فرکانس بالا، می‌توانید روی لبه برد پوشش مسی ایجاد کنید یا در برخی نقاط مس را در معرض قرار دهید. این کار می‌تواند در محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کمک کند.
• ضخامت مس معمولاً: این قانون طلایی است: فقط با استاندارد همراه باشید ضخامت مس ۱ اونسی مگر اینکه دلیل واقعاً خوبی داشته باشید —مانند مقدار زیاد گرما یا جریان عظیم —تا ضخیم‌تر شوید. این گزینه ارزان‌تر، ساده‌تر برای تولید است و برای ۹۰ درصد از کل طراحی‌ها کافی است .

ساخت برد مدار چاپی: فویل مس، پوشش‌دهی و استانداردها

چگونه ضخامت فویل مس حاصل می‌شود

ابتدا با ورق‌های نازک از فویل‌های مس شروع می‌کنند و آن‌ها را روی برد خام لایه‌گذاری می‌کنند. این کار لایه پایه شما را تشکیل می‌دهد —وزن اولیه شما، مانند ۱ اونس

سپس از این فرآیند آبکاری مس استفاده می‌کنند تا مس را در نقاط مشخصی افزایش دهند، به‌ویژه در داخل سوراخ‌ها (این‌ها ویاس هستند). این کار اتصالات عبوری برد را بسیار قوی‌تر می‌کند و می‌تواند ضخامت کلی را در برخی مناطق افزایش دهد.

ضخامت استاندارد مس برای اکثر برد مدار چاپی‌ها در همه جا ۱ اونس مس است. اما اگر مشخص کنید 2 اونس مس , آن‌ها آن را به نحوی پوشش می‌دهند که به آن هدف دست یابند. و در تمام این مدت، به طور مداوم ضخامت را بررسی می‌کنند تا مطمئن شوند در محدوده مشخص شده است.

پیامدهای مونتاژ برد مدار چاپی

مس ضخیم لحیم‌کاری سختی دارد! زیرا حرارت را جذب می‌کند، ممکن است تولیدکننده مجبور شود از مواد شیمیایی قوی‌تری استفاده کند و دمای لحیم‌کاری را افزایش دهد تا اتصال مناسبی ایجاد شود.

مشکل اینجاست: این حرارت اضافی می‌تواند خطرناک باشد. ممکن است به ردیف‌های نازک‌تر و حساس‌تر در سایر بخش‌های برد آسیب برساند.

بنابراین مهم‌ترین نکته من این است؟ اگر برد شما از وزن‌های مختلف مس استفاده می‌کند، باید به تولیدکننده خود مونتاژ PCB از قبل اطلاع دهید. به آن‌ها هشدار دهید تا فرآیند خود را تنظیم کنند و به طور تصادفی طراحی شما را از بین نبرند.

سوالات متداول (FAQs) درباره ضخامت مس در طراحی برد مدار چاپی

سوال: مزایای اصلی مس ۱ اونس نسبت به مس ۲ اونس در طراحی برد مدار چاپی چیست؟

جواب: مس ۱ اونس را مثل یک انتخاب روزمره در نظر بگیرید — . اون ’ارزان‌تر است، برای بیشتر تجهیزات دیجیتال عالی کار می‌کند و به شما امکان می‌دهد ردیف‌های بسیار ظریفی ایجاد کنید. شما ’انتخاب ضخیم‌تر 2 اونس مس زمانی که نیاز دارید توان بیشتری انتقال دهید، گرما را بهتر مدیریت کنید، یا صرفاً می‌خواهید برد در اطراف قطعاتی مانند اتصالات برقی مقاوم‌تر باشد.

سوال: چگونه بفهمم که آیا به مس ضخیم‌تر نیاز دارم؟

پاسخ: اگر اعداد را در ماشین‌حساب عرض تریس وارد کنید و ببینید که تریس‌های ۱ اونسی شما دچار گرمایش بیش از حد یا افت ولتاژ زیاد می‌شوند، زمان آن رسیده که ۲ اونس را در نظر بگیرید. همچنین، اگر برد شما در حین کار داغ می‌شود ’به حس شهودی خود (و محاسبات) اعتماد کنید و ضخامت بیشتری انتخاب کنید. — سوال: ضخامت استاندارد مس برای لایه‌های خارجی برد مدار چاپی چیست؟

پاسخ: بیشتر برد‌ها از ۱ اونس استفاده می‌کنند، اما اگر دارید یک دستگاه پرمصرف می‌سازید، استفاده از ۲ اونس برای لایه‌های خارجی نیز بسیار رایج است. برای کاربردهای واقعاً سنگین، برخی طراحی‌ها حتی ضخامت بیشتری را در نظر می‌گیرند.

سوال: آیا می‌توانم ضخامت‌های مختلف مس را در برد چندلایه ترکیب کنم؟ ’پاسخ: بله، این کار ممکن است — مثلاً لایه‌های خارجی ۲ اونس و لایه‌های داخلی ۱ اونس. فقط مطمئن شوید که تولیدکننده شما این قابلیت را دارد و هزینه‌ها را در نظر بگیرید.

پاسخ: بله، این کار ممکن است — مثلاً لایه‌های خارجی ۲ اونس و لایه‌های داخلی ۱ اونس. فقط مطمئن شوید که تولیدکننده شما این قابلیت را دارد و هزینه‌ها را در نظر بگیرید.

پاسخ: قطعاً! این واقعاً در بوردهای چندلایه استاندارد است. ممکن است شما در یک لایه از مس نازک برای سیگنال‌های حساس استفاده کنید و در لایه دیگر از مس ضخیم برای صفحه برق استفاده نمایید.

سوال: ضخامت مس چگونه بر طراحی برد انعطاف‌پذیر (PCB) و مدار انعطاف‌پذیر تأثیر می‌گذارد؟

پاسخ: در برد های انعطاف‌پذیر، مس نازک‌تر بهتر است — ما معمولاً به ۰٫۵ اونس یا ۱ اونس مس محدود می‌شویم. مس ضخیم‌تر به خوبی خم نمی‌شود و ممکن است ترک بخورد، بنابراین در اکثر کاربردهای انعطاف‌پذیر از آن اجتناب می‌کنیم.

سوال: اگر من مس اضافی روی برد PCB خود داشته باشم چه اتفاقی می‌افتد؟

پاسخ: بله، در واقع اگر بدون برنامه‌ریزی پرشدهای جامد بزرگ روی برد قرار دهید، ممکن است در حین مونتاژ برد تاب بخورد یا باعث گرمایش نامنظم شود. همیشه سعی کنید مس را بین لایه‌ها متعادل کنید و هنگام اتصال به پد ها از آزادسازی‌های حرارتی (thermal reliefs) استفاده نمایید.

نتیجه‌گیری: اهمیت انتخاب صحیح وزن مس

بنابراین، در نهایت، انتخاب ضخامت مناسب مس در طراحی برد مدار چاپی همه چیز درباره تعادل است.

چسبیدن به استانداردها مس ۱ اونسی یک انتخاب محکم و صرفه‌جویی در هزینه برای احتمالاً ۹۰٪ از پروژه‌ها است. اما زمانی که با توان بالا سروکار دارید یا چیزها داغ می‌شوند، در آن صورت باید به سراغ ضخامت مس ۲ اونسی یا حتی مس سنگین‌تر بروید. فقط کار کردن دستگاه مهم نیست —مهم این است که دستگاه ایمن، قابل اعتماد و با دوام ساخته شود.

بردهای مسی پایه و اساس هر آنچه در الکترونیک می‌سازیم هستند. درک اینکه چگونه وزن مس ، ساختار چندلایه برد و نیازهای واقعی شما به هم مرتبط می‌شوند، همان چیزی است که یک پروژه را از «کار می‌کند» به «عالی کار می‌کند» می‌رساند.

بنابراین چه فقط می‌خواهید بین ۱ اونس در مقابل ۲ اونس مس ، یا اونس در مقابل ۲ اونس برد مسی انتخاب کنید , فقط به یاد داشته باشید: قوانین استاندارد و کمی ریاضیات راهنمای شما باشند، و واقعاً اشتباه نخواهید کرد.