épaisseur de cuivre de 1 oz | Épaisseur du PCB : Le guide ultime des poids de cuivre pour circuits imprimés

Introduction

Alors, êtes-vous déjà tombé sur la question de savoir pourquoi épaisseur du cuivre du PCB a réellement de l'importance ? Ou peut-être hésitez-vous entre utiliser un cuivre de 1 oz ou de 2 oz pour votre carte ? Croyez-moi, vous n'êtes pas le seul. L'épaisseur du cuivre est un de ces détails fondamentaux, mais un peu confus, dans la conception des PCB.

Le choix entre un cuivre de 1 oz et de 2 oz ne concerne pas seulement la quantité de puissance que votre carte peut supporter. Cela affecte également plusieurs autres aspects, comme la garantie de l'intégrité du signal, la robustesse de votre carte, son coût, et même sa durée de vie.

Dans ce guide, nous détaillons tout ce que vous devez savoir sur l'épaisseur du cuivre dans les circuits imprimés. Nous expliquons ce que signifie exactement l'« épaisseur de cuivre en once », pourquoi une épaisseur de 1 once est généralement la norme privilégiée, et dans quels cas il est pertinent d'opter pour une épaisseur de 2 onces ou même pour des circuits imprimés à cuivre épais. Nous vous présentons des exemples concrets, partageons quelques conseils internes de fabrication, et incluons des tableaux explicatifs pour tout clarifier. Que vous réalisiez un prototype ou conceviez un système devant gérer une puissance importante, nous vous accompagnons pas à pas.

Comprendre l'épaisseur du cuivre et le poids du cuivre dans les PCB

Donc, lorsque nous parlons de l'épaisseur du cuivre dans une épaisseur de cuivre, nous parlons en réalité de la quantité de cuivre appliquée sur le circuit imprimé pour former toutes ces petites pistes et pastilles. Dans l'industrie des circuits imprimés (PCB), nous n'utilisons généralement pas simplement le terme « millimètres ». À la place, nous utilisons une unité ancienne : les onces par pied carré, ou « oz » en abrégé. Cela peut sembler étrange, mais cela provient littéralement du poids du cuivre réparti sur une surface donnée.

Qu'est-ce que l'« épaisseur de cuivre de 1 oz » ?

• une épaisseur de cuivre de 1 oz convient à la plupart des routages de signaux et à une alimentation électrique modérée. Imaginez une feuille de cuivre pesant exactement une once et mesurant un pied sur un pied. C'est cela, l'épaisseur de cuivre de 1 oz.
• Si vous mesuriez l'épaisseur de cette feuille, elle serait d'environ 35 microns (ou 35 microns). C'est l'épaisseur standard, la plus courante, utilisée probablement pour 90 % des cartes de circuit imprimé existantes. Elle est idéale pour la plupart des signaux classiques et une quantité raisonnable de puissance.

Pourquoi utiliser des onces plutôt que simplement l'épaisseur ?

• Honnêtement, c'est une sorte d'habitude de l'industrie qui date de l'ancien temps. À l'époque, il était plus simple d'acheter et de mesurer le cuivre en poids.
• Ce qui est pratique, c'est que désormais tous les outils sont configurés en fonction. Toutes les calculateurs qui indiquent la largeur qu'une piste doit avoir pour un certain courant utilisent l'unité « oz ». Cela facilite donc maintenant le travail.
• Mais en tant que concepteur, vous devez garder en tête les deux valeurs : le poids du cuivre et l'épaisseur réelle en mm, afin que vos conceptions et simulations soient parfaitement précises.

Épaisseur du cuivre en conception de circuits imprimés : les fondamentaux

Pourquoi l'épaisseur du cuivre est-elle cruciale

L'épaisseur du cuivre établit en fait les règles définissant ce que votre carte peut ou ne peut pas faire. Voyez cela de cette manière :

• Capacité de conduction du courant : Un cuivre plus épais est comme une autoroute plus large pour l'électricité. Il peut transporter beaucoup plus de courant avant de commencer à surchauffer.
• Largeur de la piste en cuivre : Si vous avez besoin qu'une piste transporte une certaine intensité, l'utilisation d'un cuivre plus épais vous permet de rendre cette piste plus étroite, économisant ainsi de la place sur votre carte.
• Gestion thermique : Le cuivre est excellent pour dissiper la chaleur. Plus il y a de cuivre, plus l'effet de dissipateur est important, ce qui empêche vos composants sensibles de surchauffer.
• Résistance mécanique : Un cuivre plus épais rend les pastilles et les trous plus solides, ce qui signifie que votre carte est moins susceptible d'être endommagée pendant l'assemblage, lorsque les composants sont insérés de force et soudés.
• Fiabilité sous contrainte : Lorsque les conditions deviennent difficiles — comme des pics de courant ou des cycles répétés de chauffage et de refroidissement — le cuivre plus épais est plus résistant. Il est moins sujet à la fissuration, à l'écaillage ou à la panne.

Épaisseurs standard de cuivre dans l'industrie des circuits imprimés

Poids standard du cuivre utilisés dans l'industrie des PCB, généralement de 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz et 4 oz de cuivre par pied carré, avec 1 oz de cuivre étant la norme pour la grande majorité des PCB.

Tableau des épaisseurs typiques de cuivre :

Tableau d'épaisseur du cuivre : Comparaison des circuits imprimés en cuivre 1 oz et 2 oz

L'une des questions les plus fréquentes concerne la différence entre 1 oz et 2 oz de cuivre dans la conception de circuits imprimés . Voici une comparaison facile à consulter :

1 oz contre 2 oz : Lequel devez-vous choisir ?

• cuivre de 1 oz : C'est votre choix privilégié pour les usages courants — comme la plupart des circuits numériques, le routage des signaux et les cartes basse consommation. Il ’est standard pour une bonne raison.
• cuivre de 2 oz : Il intervient lorsque la situation devient sérieuse — nous ’on parle de forte puissance, de courant élevé, ou de cartes qui chauffent et nécessitent une meilleure dissipation thermique.
• Quand tu ’- Je vous en prie. comparer entre 1 oz et 2 oz de cuivre , ne ’pensez pas seulement au courant. Posez-vous les questions suivantes : Quel espace est à ma disposition ? Quel est mon budget ? Et quelle doit être la finesse de mes pistes ? Car un cuivre plus épais permet d'économiser de l'espace, mais peut coûter plus cher et limiter les détails fins. ’s mon budget ? Et combien fines doivent être mes pistes ? Parce qu'un cuivre plus épais peut économiser de l'espace mais pourrait coûter plus cher et limiter les détails fins.

Poids du cuivre : cartes PCB en 1 oz contre 2 oz

L'impact du poids du cuivre sur la conception des cartes PCB

• l'épaisseur de cuivre de 1 oz est votre solution polyvalente. Elle convient parfaitement à la plupart des cartes numériques, comme votre Arduino ou Raspberry Pi, et c'est également le meilleur choix pour circuit imprimé flexible ou lorsque vous intégrez un grand nombre de composants dans un espace réduit.
• épaisseur de cuivre de 2 oz est votre spécialiste de l'alimentation. Vous en aurez besoin pour les travaux difficiles —des éléments comme circuits d'alimentation , systèmes de gestion de batterie, ou circuits pilotant des moteurs.
• La Les cartes en cuivre sont généralement , bien que 1 oz soit la valeur par défaut, la plupart des fabricants facilitent grandement la mise à niveau vers 2 oz ou même 3 oz de cuivre pour du cuivre épais pCBs.

Différence d'épaisseur de cuivre en pratique

• Voici l'avantage principal : doubler l'épaisseur du cuivre de 1 oz à 2 oz d'épaisseur de cuivre signifie que vous pouvez réduire de moitié la largeur d'une piste tout en faisant passer la même intensité de courant. C'est un gain d'espace considérable pour les chemins d'alimentation !
• Mais il y a un inconvénient... car l'épaisseur du cuivre augmente . Lorsque vous l'utilisez, les règles du fabricant concernant la taille minimale des caractéristiques largeur des pistes et les espacements deviennent plus grandes. Vous gagnez donc en espace sur la largeur, mais vous pourriez perdre la possibilité de réaliser des détails très fins et haute densité.

Choix de l'épaisseur appropriée de cuivre en conception de circuit imprimé -2

Conseils pour sélectionner le poids de cuivre adéquat (suite)

Analyser la distribution totale du courant :

Utilisez un calculateur en ligne de largeur de piste pour déterminer l'intensité que chaque piste pourra supporter. Vous devez adapter votre Épaisseur du cuivre du PCB à l'intensité la plus élevée, sinon vos pistes pourraient surchauffer ou provoquer une chute de tension.

Évaluer la largeur des pistes et l'espace disponible sur le circuit :

Si vous intégrez beaucoup de composants dans un petit espace, passer de cuivre de 1 oz à cuivre de 2 oz est une solution classique. Cela vous permet d'utiliser des pistes plus fines pour vos lignes haute puissance, libérant ainsi de l'espace précieux pour les autres éléments.

Prendre en compte l'épaisseur du circuit et la structure en couches :

• • N'oubliez jamais que la couche de cuivre plus épaisse ajouter à l'ensemble de votre épaisseur du circuit . Sur les cartes complexes à plusieurs couches, il est courant de combiner différents choix. Vous pourriez utiliser des épaisseurs de cuivre différentes en oz sur les couches externes pour des signaux délicats et haute vitesse, puis utiliser un cuivre épais de 2 oz sur une couche interne uniquement comme plan d'alimentation dédié.

Évaluer les besoins de gestion thermique :

Le cuivre est votre dissipateur intégré. Si vous concevez quelque chose comme un réseau de LED puissantes ou des circuits à forte puissance , en utilisant cartes de circuit imprimé en cuivre 2 oz peuvent doubler votre capacité de refroidissement et éviter la surchauffe de vos composants.

Comprendre les implications sur l'assemblage et le coût :

• • Voici le point crucial : un cuivre plus épais coûte plus cher. Il consomme davantage de matière première et est plus difficile à graver précisément en usine. Posez-vous donc la question : ai-je besoin d'un cuivre épais partout, ou seulement à quelques endroits stratégiques ? Conservez le 1 oz comme standard poids standard du cuivre est beaucoup moins cher et plus facile à fabriquer.

Se référer aux normes IPC :

En cas de doute, consulter la Norme IPC-2221 c'est le guide de référence de l'industrie qui indique précisément la largeur qu'une piste doit avoir pour un courant donné et un poids de cuivre donné, afin que vous sachiez que votre conception est sûre et fiable.

Conseils de conception de PCB pour la spécification et l'utilisation de l'épaisseur de cuivre

Bonnes pratiques pour l'épaisseur de cuivre en disposition de PCB

• Spécifiez l'épaisseur finale du cuivre : C'est un point crucial. Lorsque vous dites « cuivre 2 oz », précisez toujours s'il s'agit de l'épaisseur initiale de la feuille ou de la poids de cuivre fini après tout le placage. Ils sont différents, et vous devez vous assurer que vous êtes sur la même longueur d'onde.
• Remplissage en cuivre pour la masse/alimentation : Ne laissez pas de grands espaces vides sur votre carte. Remplissez ces zones avec du cuivre relié à la masse. Cela vous procure une connexion à la masse extrêmement solide et agit comme un dissipateur thermique intégré.
• Utilisez des pistes parallèles : Si vous avez un trajet à très forte intensité, plutôt que de créer une piste unique, géante et très large, essayez de la diviser en plusieurs pistes plus petites et parallèles. C'est plus fiable et répartit mieux la chaleur.
• Implémentez des vias thermiques : Vous avez un composant qui chauffe ? Placez un grand nombre de petits vias (que l'on appelle vias thermiques) directement sous son pad thermique. Cela crée en quelque sorte une autoroute permettant d'évacuer la chaleur vers les couches internes ou le fond de la carte.
• Plaquage sur les bords et cuivre exposé : Pour les cartes hautes fréquences délicates, vous pouvez ajouter un placage en cuivre sur le bord de la carte ou laisser le cuivre exposé à certains endroits. Cela peut aider à se protéger contre les interférences électromagnétiques (EMI).
• L'épaisseur de cuivre est généralement : Voici la règle d'or : restez simplement sur la valeur standard l'épaisseur de cuivre de 1 oz à moins que vous n'ayez une très bonne raison —comme une grande quantité de chaleur ou un courant élevé —d'utiliser une épaisseur supérieure. C'est moins cher, plus facile à fabriquer et cela convient à 90 % de tous les designs .

Fabrication de PCB : feuille de cuivre, plaquage et normes

Comment l'épaisseur de la feuille de cuivre est-elle obtenue

Tout d'abord, ils commencent avec des feuilles fines de Feuilles de cuivre et les stratifient sur le circuit nu. Cela vous donne votre couche de base —votre poids de départ, comme 1 oz.

Ensuite, ils utilisent ce Revêtement cuivre procédé pour accumuler du cuivre à des endroits spécifiques, en particulier à l'intérieur des trous (ce sont les vias). Cela rend les connexions à travers le circuit beaucoup plus solides et peut augmenter l'épaisseur globale dans certaines zones.

Épaisseur standard de cuivre pour la plupart des PCB est de 1 oz de cuivre partout. Mais si vous précisez cuivre de 2 oz , ils l'épaissiront pour atteindre cet objectif. Et tout au long du processus, ils vérifient constamment l'épaisseur afin de s'assurer qu'elle respecte les spécifications.

Conséquences pour l'assemblage de PCB

Un cuivre plus épais est difficile à souder ! Puisqu'il absorbe la chaleur, l'assembleur pourrait devoir utiliser des produits chimiques plus puissants et augmenter la température de soudure pour obtenir une bonne connexion.

Voici le hic : cette chaleur supplémentaire peut être risquée. Elle pourrait endommager les pistes plus fines et délicates situées sur d'autres parties du circuit.

Donc mon conseil numéro un ? Si votre circuit combine différentes épaisseurs de cuivre, vous devez informer votre assemblage de PCB maison à l'avance. Avertissez-les afin qu'ils puissent ajuster leur processus et ne pas involontairement compromettre votre conception.

Questions fréquemment posées (FAQ) sur l'épaisseur du cuivre en conception de circuits imprimés

Q : Quels sont les principaux avantages du cuivre de 1 oz par rapport au cuivre de 2 oz en conception de PCB ?

R : Considérez le cuivre de 1 oz comme votre choix standard au quotidien — tI ’est moins cher, fonctionne très bien pour la plupart des applications numériques et vous permet de réaliser des pistes très fines. Vous ’choisiriez cuivre de 2 oz lorsque vous devez transporter plus de puissance, mieux gérer la chaleur ou simplement rendre la carte plus robuste autour d'éléments comme les connecteurs d'alimentation.

Q : Comment savoir si j'ai besoin d'un cuivre plus épais ?

R : Si vous faites les calculs avec un outil de dimensionnement de piste et constatez que vos pistes en 1 oz surchaufferaient ou entraîneraient une chute de tension trop importante, il ’est temps de passer au 2 oz. Également, si votre carte chauffe pendant le fonctionnement — faites confiance à votre instinct (et aux calculs) et optez pour une épaisseur plus grande.

Q : Quelle est l'épaisseur standard de cuivre pour les couches externes des circuits imprimés ?

R : La plupart des cartes utilisent 1 oz, mais si ’vous construisez un dispositif gourmand en énergie, 2 oz est également très courant pour les couches externes. Pour des applications vraiment intensives, certaines conceptions vont encore plus en épaisseur.

Q : Puis-je combiner différentes épaisseurs de cuivre dans des cartes multicouches ?

R : Absolument ! C'est en fait assez courant dans les cartes multicouches. Vous pouvez avoir un cuivre fin pour les signaux sensibles sur une couche, et un cuivre épais pour un plan d'alimentation sur une autre.

Q : Comment l'épaisseur du cuivre influence-t-elle la conception des circuits imprimés flexibles et des circuits flexibles ?

R : Pour les PCB flexibles, une faible épaisseur est préférable — nous utilisons généralement du cuivre de 0,5 oz ou 1 oz. Un cuivre plus épais se plie mal et peut se fissurer, c'est pourquoi nous l'évitons dans la plupart des applications flexibles.

Q : Que faire si j'ai un excès de cuivre sur mon circuit imprimé ?

A : Oui, en effet. Si vous appliquez de grandes surfaces pleines de cuivre sans planification, cela peut provoquer une déformation du circuit imprimé lors de l'assemblage ou entraîner un chauffage inégal. Essayez toujours d'équilibrer le cuivre entre les couches et utilisez des découpes thermiques lors de la connexion aux pastilles.

Conclusion : L'importance du choix correct du poids du cuivre

Donc, au final, le choix de votre épaisseur de cuivre appropriée dans la conception de circuits imprimés est une question d'équilibre.

S'en tenir à l'épaisseur standard cuivre de 1 oz est un choix solide et économique pour environ 90 % des projets. Mais lorsque vous travaillez avec des puissances élevées ou que les températures commencent à augmenter, c'est là qu'il faut passer à du épaisseur de cuivre de 2 oz ou même du cuivre plus lourd. Il ne s'agit pas seulement de faire fonctionner le circuit —il s'agit de le rendre sûr, fiable et durable.

Circuits imprimés en cuivre sont la base de tout ce que nous construisons électroniquement. Comprendre comment poids du cuivre , l'empilement des couches du circuit imprimé et vos besoins réels s'articulent ensemble permet de passer d'un projet qui « fonctionne » à un projet qui « fonctionne vraiment très bien ».

Donc, que vous cherchiez simplement à choisir entre 1 oz vs 2 oz de cuivre , ou oz vs 2 oz de cuivre pour circuit imprimé , souvenez-vous simplement : laissez les règles standard et un peu de mathématiques vous guider, et vous ne pouvez pas vous tromper.