1 oz:n kuparipaksuus | PCB-paksuus: Täydellinen oppaasi PCB-kuparipainoihin

Johdanto

No, oletko koskaan miettinyt, miksi pCB:n kuparikerroksen paksuus pCB:ssä oikeasti on tärkeää? Vai ehkä pohtinut, kannattaako levyllesi valita 1 oz vai 2 oz kuparia? Usko minua, et ole yksin. Kuparipaksuus on yksi niistä perusasioista – jotka kuitenkin ovat hieman hämmentäviä – PCB-suunnittelussa.

Valinta 1 oz:n ja 2 oz:n kuparin välillä ei koske ainoastaan siihen, kuinka paljon virtaa levy kestää. Se vaikuttaa myös moniin muihin asioihin – kuten signaalin eheyden varmistamiseen, levyn kestävyyteen, hintaan ja jopa sen käyttöikään.

Tässä oppaassa käymme läpi kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää PCB:n kuparipaksuudesta. Selitämme, mitä 'kuparipaksuus unssina' tarkoittaa, miksi 1 unssin kupari on yleensä suositeltava vakio, ja milloin kannattaa siirtyä 2 unssin kuparipaksuuteen – tai jopa käyttää raskasta kuparia. Käymme läpi oikeita esimerkkejä, jaamme valmistuksen sisäisiä vinkkejä ja lisäämme mukaan hyödyllisiä kaavioita selkeyttämään asioita. Olitpa tekemässä prototyyppiä tai rakentamassa jotain, joka kestää suuria tehoja, meillä on sinulle ratkaisut.

PCB:n kuparipaksuuden ja kuparipainon ymmärtäminen

Kun puhumme kuparikerroksen paksuudesta PCB-piirilevyllä, tarkoitamme käytännössä sitä, kuinka paljon kuparia on levitetty levyyn piireiksi ja liitospaloiksi. PCB-teollisuudessa emme yleensä käytä ilmaisua 'millimetriä'. Sen sijaan käytämme vanhaa mittayksikköä: unssia neliöjalasta, lyhennettynä 'oz'. Se saattaa kuulostaa omituiselta, mutta se perustuu suoraan tiettyyn alaan levitetyn kuparin painoon.

Mikä on "1 oz kuparikerroksen paksuus"?

• 1 oz kuparikerroksen paksuus sopii useimpiin signaalien reitityksiin ja kohtuulliseen tehon siirtoon. Kuvittele kuparilevy, jonka paino on tasan yksi unssi ja koko yksi jalka puoleen jalkaan. Tämä on 1 oz kupari.
• Jos mitataan kyseisen levyn paksuus, se olisi noin 35 mikrometriä (tai 35 mikrometriä). Tämä on standardi, yleisesti käytetty paksuus noin 90 %:ssa piirilevyistä. Se sopii erinomaisesti useimpiin tavallisiin signaaleihin sekä kohtuulliseen tehotasoon.

Miksi käyttää unssia eikä vain paksuutta?

• Rehellisesti sanottuna, kyseessä on hieman teollisuustottumus, joka säilyi vanhalta ajalta. Tuolloin oli helpompaa ostaa ja mitata kuparia painon perusteella.
• Mukava puoli on, että nyt kaikkien työkalut ovat tähän asetettuja. Kaikki laskurit, jotka kertovat kuinka leveäksi jälki pitää tehdä tietylle virralle, käyttävät yksikkönä 'oz'. Tällöin se oikeastaan helpottaa elämää nykyään.
• Mutta suunnittelijana sinun täytyy muistaa molemmat arvot — kuparipaino ja todellinen paksuus millimetreinä — jotta suunnittelusi ja simulointisi ovat tarkkoja.

Kuparikerroksen paksuus PCB-suunnittelussa: Perusteet

Miksi kuparikerroksen paksuus on tärkeä

Kuparikerroksen paksuus määrittää käytännössä säännöt sille, mitä piirilevyllä voi ja ei voi tehdä. Ajattele näin:

• Virrankesto: Paksu kupari on kuin leveämpi tie sähkölle. Se kestää paljon suurempaa virtaa ennen kuin alkaa lämpenemään liikaa.
• Kuparijäljen leveys: Jos tarvitset jäljen, joka kestää tietyn virran, paksu kupari mahdollistaa kapeamman jäljen, mikä säästää tilaa levyllä.
• Lämpötilan hallinta: Kupari on erinomainen vetämään lämpöä pois. Enemmän kuparia toimii suurempana lämpöpatterina, joka estää herkkiä komponentteja kuumenemasta liikaa.
• Mekaaninen vahvuus: Paksu kupari tekee padoista ja rei'istä vahvempia, mikä tarkoittaa, että levy kestää paremmin asennusta, jossa komponentteja työnnetään paikoilleen ja juotetaan.
• Luotettavuus rasituksen alla: Kun olosuhteet kiristyvät – kuten virtapiikkeissä tai kun levy kuumenee ja jäähtyy jatkuvasti – paksu kupari kestää paremmin. Sitä ei riko, irtoa tai palo liian helposti.

Tavalliset kuparipaksuudet PCB-teollisuudessa

Tavalliset kuparipainot joita käytetään PCB-teollisuudessa, ovat tyypillisesti 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz ja 4 oz kuparia neliöjalkaa kohden, ja 1 oz kupari on standardi suurimmalle osalle PCB:stä.

Tyypillisten kuparipaksuuksien taulukko:

Kuparikerroksen paksuuskaavio: Vertailu 1 unssin ja 2 unssin kuparipiirilevyjen välillä

Yksi yleisimmistä kysymyksistä on ero 1 unssin ja 2 unssin kuparipiirilevyn suunnittelussa . Tässä on helposti viitattava vertailu:

1 oz vai 2 oz: Kumpi sinun tulisi valita?

• 1 oz kuparia : Se on ensisijainen valinta arkiaskioihin — kuten useimpiin digitaalipiireihin, signaalien reititykseen ja alhaisen tehon piireihin. Se ’on standardi tietyllä syyllä.
• 2 unssia kuparia se puuttuu asiaan kun asiat ovat vakavia. — - Meitä. ’puhumme korkeasta teho- tai voimasta tai lämpölautoista, jotka tarvitsevat parempaa lämpökiertoa.
• Kun sinä ’re vertailu 1 unssia ja 2 unssia välinen kupariaine - Älä nyt. ’älä ajattele vain nykyistä. Kysy itseltäsi: Kuinka paljon tilaa minulla on? - Mitä? ’onko budjetti minun? Miten pienet jälkeni ovat? Koska paksumpi kuparin käyttö säästää tilaa, mutta voi maksaa enemmän ja rajoittaa hienoja yksityiskohtia.

Kuparipaino: 1 unssia vs. 2 unssia Kupari-PCB:itä

Kuparipainon vaikutus PCB-suunnitteluun

• 1 unssia kuparin paksuus on kaikkien tehtävien ratkaisija. Se sopii erinomaisesti useimpiin digitaalisiin piireihin, kuten Arduinoon tai Raspberry Piin, ja on myös paras vaihtoehto, kun joustava PCB tai kun sijoitat paljon komponentteja pieneen tilaan.
• 2 oz kuparipaksuus on tehoasiantuntija. Tämä on tarpeen vaativiin tehtäviin, kuten —asiat kuten virtalähdet , akkujen hallintajärjestelmät tai moottoreita ohjaavat piirit.
• The Kuparipiirit yleensä , kun taas 1 oz on oletus, useimmat valmistajat tarjoavat helposti vaihtoehdon 2 oz:aan tai jopa 3 oz:n kupariin raskas kupari pCB:t.

Kuparikerroksen paksuusero käytännössä

• Tässä suurin etu: Kaksinkertaistaminen 1 unssista 2 unssin kuparikerrospaksuuteen tarkoittaa, että voit puolittaa johdinradian leveyden, ja se kuljettaa silti saman virran määrän. Tämä on valtava tilansäästö virtareiteille!
• Mutta siinä on kuitenkin yksi mutka... kuparikerrospaksuuden kasvaessa . Kun sitä käytetään, valmistajan pienin ominaisuuksien koko johdinradian leveys- ja välistysmääräykset kasvavat. Säästät siis tilaa leveydestä, mutta saatat menettää mahdollisuuden erittäin hienoihin, tiheisiin yksityiskohtiin.

Sopivan kuparikerrospaksuuden valitseminen PCB-suunnittelussa -2

Vinkkejä oikean kuparipainon valintaan (jatkuu)

Analysoi kokonaisvirran jakautuminen:

Käytä verkkopohjaista jäljen leveyden laskinta tarkastaaksesi, kuinka suuren virran jokainen jälki kestää. Sinun on sovitettava PCB:n kuparikerroksen paksuus suurimpaan virtaan, muuten jäljet voivat ylikuumentua tai aiheuttaa jännitteen laskun.

Arvioi jäljen leveys ja piirilevyn tilankäyttö:

Jos pakkaat paljon pieneen alueeseen, siirtyminen 1 oz kuparia to<br> 2 unssia kuparia on klassinen ratkaisu. Se mahdollistaa ohuempien jälkien käytön suuritehoisissa linjoissa, vapauttaen arvokasta tilaa muille komponenteille.

Ota huomioon piirilevyn paksuus ja kerroksrakenne:

• • Muista, että paksumpi kuparikerros lisää kokonaispaksuuteesi levyn paksuus . Monimutkaisissa monikerroksisissa levyissä on yleistä yhdistellä eri ratkaisuja. Voit käyttää eri painoisia kuparikerroksia ulommissa kerroksissa herkille, nopeille signaaleille ja sitten paksua, 2 oz:n kuparia sisemmässä kerroksessa erillisenä virtatasona.

Arvioi lämmönhallinnan tarve:

Kupari on sisäänrakennettu lämmönpoistin. Jos rakennat esimerkiksi kirkasta LED-matriisia tai suuritehoisia piirejä , käyttäen 2 oz kuparilevyt voivat kaksinkertaistaa jäähdytyskykysi ja pelastaa komponentit ylikuumenemiseltä.

Ymmärrä asennuksen ja kustannusten vaikutukset:

• • Tässä on juuri se: paksumpi kupari maksaa enemmän. Se käyttää enemmän raaka-ainetta, ja tehtaan on vaikeampi syövittää sitä tarkasti. Joten kysy itseltäsi: tarvitsenko paksua kuparia kaikkialla, vai ainoastaan muutamissa keskeisissä kohdissa? Pysytteleminen 1 unssin kuparipaksuudessa vakioituna kuparipaksuutena on paljon edullisempaa ja helpompaa valmistaa.

Viittaa IPC-standardeihin:

Epävarmuuden sattuessa tarkista IPC-2221 -standardi . Se on alan perussäännöt, jotka kertovat tarkalleen, kuinka leveä jälki tulee olla tietylle virralla ja kuparipaksuudella, jotta suunnittelusi on turvallinen ja luotettava.

Vinkkejä PCB-suunnitteluun kuparipaksuuden määrittämiseksi ja käyttämiseksi

Parhaat käytännöt kuparipaksuudelle PCB-asettelussa

• Määritä valmiiksi valmistetun kuparikerroksen paksuus: Tämä on tärkeä seikka. Kun sanot "2 oz kupari", selvitä aina, tarkoitatko lähtölevyn paksuutta vai valmiin kuparipinnoituksen painoa kaiken pinnoituksen jälkeen. Ne ovat eri asioita, ja sinun täytyy varmistaa, että olette samaa mieltä.
• Kuparitäyte maadoitukseen/virtalähteeseen: Älä jätä suuria tyhjiä tiloja piirilevyllesi. Täytä nämä alueet maahan kytketyllä kuparilla. Tämä antaa erittäin vakaan maadoitusyhteyden ja toimii kuin sisäänrakennettu lämmönjohto.
• Käytä rinnakkaisia johdotuksia: Jos sinulla on erittäin suuri virtapiiri, yritä jakaa se useisiin pienempiin, rinnakkaisiin johdotuksiin yhden suuren, erittäin leveän johdotuksen sijaan. Se on luotettavampaa ja hajottaa lämpöä paremmin.
• Toteuta lämpöviat: Onko komponentti kuumana? Aseta joukko pieniä viatoja (niitä kutsutaan lämpöviakoiksi) suoraan sen lämpöpadin alle. Tämä luo käytännössä moottoritien, joka siirtää lämpöä sisäkerroksiin tai levyn pohjalle.
• Reunan pinnoitus ja paljastettu kupari: Vaikeissa korkeataajuuskytkimissä voit lisätä kuparipinnoitetta levyn reunaan tai jättää kuparia paljastumaan tietyille alueille. Tämä voi auttaa suojautumaan sähkömagneettista häiriöitä (EMI) vastaan.
• Kuparikerroksen paksuus on yleensä: Tässä on kultainen sääntö: pidäthän pelkästään standardissa 1 unssia kuparin paksuus ellei sinulla ole erittäin hyvää syytä —kuten runsas lämpö tai valtava virta —käyttää paksumpaa. Se on halvempaa, helpompaa valmistaa ja toimii 90 %:ssa kaikista suunnitelmista .

PCB-valmistus: Kuparifoli, pinnoite ja standardit

Miten kuparifolion paksuus saavutetaan

Ensimmäiseksi käytetään ohuita Kuparifoliot ja laminoivat ne paljalle levylle. Näin saat alustan —lähtöpainosi, esimerkiksi 1 unssi

Tätä Kuparinkorotus prosessia kasvattaaakseen kuparia tietyissä kohdissa, erityisesti reikien sisällä (nämä ovat viat). Tämä tekee yhteyksistä levyä läpi tehokkaampia ja voi lisätä kokonaispaksuutta tietyissä osissa.

Tavallinen kuparipaksuus useimmille piireille on 1 oz kupari kaikkialla. Mutta jos määrittelet 2 unssia kuparia , he pinnoittavat sen saavuttaakseen tavoitteen. Koko ajan he tarkkailevat paksuutta varmistaakseen, että se on teknisten vaatimusten mukainen.

Piirilevyn kokoamisen seuraukset

Paksu kupari on haastava juottaa! Koska se imee lämpöä, kokoajan saattaa joutua käyttämään voimakkaampia kemikaaleja ja nostamaan juottolämpötilaa saadakseen luotettavan liitoksen.

Ongelma tässä on: ylimääräinen lämpö voi olla riski. Se saattaa vahingoittaa ohuempia, herkempiä johdepursia levyn muilla alueilla.

Joten paras vinkkini? Jos piirilehtesi sisältää eri paksuisia kuparikerroksia, sinun on ilmoitettava siitä etukäteen pCB-yhdistys valmistajalle. Anna heille varoitus, jotta he voivat säätää prosessiaan eivätkä tahallaan rupea paistattamaan suunnitelmaasi.

Usein kysyttyjä kysymyksiä (UKK) kuparipaksuudesta piirilevyjen suunnittelussa

K: Mikä on 1 unssin kuparin pääedut verrattuna 2 unssin kupariin piirilevysuunnittelussa?

V: Ajattele 1 unssin kuparia tavalliseksi käyttökohteeksi — se ’se on halvempaa, toimii erinomaisesti useimmissa digitaalisissa sovelluksissa ja mahdollistaa erittäin hienojen jälkien tekemisen. Valitsisit 2 unssin kuparin ’kun tarvitset enemmän virtaa, parempaa lämmön hallintaa tai haluat levyn olevan kestävämpi esimerkiksi virtaliittimien ympärillä. 2 unssia kuparia kun tarvitset enemmän virtaa, parempaa lämmön hallintaa tai haluat levyn olevan kestävämpi esimerkiksi virtaliittimien ympärillä.

K: Miten tiedän tarvitsenko paksumpaa kuparia?

V: Jos lasket arvot jälkilaskurilla ja huomaat, että 1 unssin jäljet ylikuumenevat tai jännite laskee liikaa, se ’on aika harkita 2 unssin paksuista kuparia. Myös jos piirikarttasi kuumenee käytön aikana — luota instinkteihisi (ja matematiikkaan) ja valitse paksumpi.

K: Mikä on vakioitu kuparipaksuus ulkoisille PCB-kerroksille?

V: Useimmissa piireissä käytetään 1 unssin kuparia, mutta jos ’rakennat tehopitoista laitetta, 2 unssin kupari on myös erittäin yleinen ulkokerroksissa. Erityisen raskaisiin sovelluksiin jotkut suunnittelut käyttävät vielä paksumpaa kuparia.

K: Voinko sekoittaa kuparipaksuuksia monikerrospiireissä?

V: Totta kai! Se on itse asiassa melko yleistä monikerrospiireissä. Voit käyttää ohutta kuparia herkillä signaaleilla toisessa kerroksessa ja paksumpaa kuparia virtatasossa toisessa kerroksessa.

K: Miten kuparipaksuus vaikuttaa joustavan PCB:n ja joustavan piirilevyn suunnitteluun?

V: Joustavissa piireissä ohut kupari on parempi — yleensä käytetään 0,5 tai 1 unssin kuparia. Paksumpi kupari ei taivu hyvin ja voi haljeta, joten sitä vältetään useimmissa joustavissa sovelluksissa.

K: Mitä tapahtuu, jos minulla on ylimääräistä kuparia piirilevylläni?

A: Joo, oikeastaan. Jos levität suuria kiinteitä kuparitahroja suunnittelematta, se voi saada piirilevyn vääntymään asennuksen aikana tai aiheuttaa epätasaista lämmönkehittymistä. Yritä aina tasapainottaa kupari kerrosten välillä ja käytä lämpöeristeitä liitettyäsi jalkoihin.

Johtopäätös: Oikean kuparipaksuuden valinnan tärkeys

Joten loppujen lopuksi oikean kuparipaksuuden valinta piirilevyjen suunnittelussa on kaikki tasapainoa.

Pysyttele standardissa 1 oz kuparia on luja, kustannussäästöinen vaihtoehto todennäköisesti 90 %:lle projekteista. Mutta kun käsittelet vakavaa tehoa tai asiat alkavat kuumentua, silloin siirryt eteenpäin 2 oz kuparipaksuus tai jopa raskaampaan kupariin. Siitä ei ole kyse vain siitä, että se toimii —vaan siitä, että se on turvallista, luotettavaa ja kestävästi rakennettua.

Kuparipiirilevyt ovat kaiken elektronisen perusta. Ymmärtäminen siitä, miten kuparipaino , piirilevyn rakenteutus ja oikeat tarpeet sopivat yhteen, on se, mikä nostaa hankkeen tasolta "toimii" tasolle "toimii todella mainiosti."

Joten olitpa päättämässä 1 oz vai 2 oz kuparia , tai oz vai 2 oz kuparipiiri , muista vain: anna standardisääntöjen ja vähän matematiikkaa ohjata sinua, eikä voi mennä pieleen.