1 oz debljina bakra | Debljina PCB ploče: Konačni vodič za težine bakra na PCB pločama

Uvod

Pa, jeste li ikada razmišljali o tome zašto debljinu bakra na tiskanoj ploči zapravo ima važnosti? Možda pokušavate odlučiti između korištenja 1 oz ili 2 oz bakra za svoju ploču? Vjerujte mi, niste sami. Debljina bakra jedna je od onih osnovnih — ali pomalo zbunjujućih — pojedinosti u dizajnu PCB ploča.

Odabir između 1 oz i 2 oz bakra nije samo pitanje koliko struje može podnijeti vaša ploča. To zapravo utječe i na mnoge druge stvari — poput očuvanja integriteta signala, otpornosti ploče, troškova proizvodnje i čak vremena trajanja.

U ovom vodiču razrašćavamo sve što trebate znati o debljini bakra na tiskanim pločama (pcb). Objašnjava ćemo što uopće znači 'oz debljine bakra', zašto se 1 oz bakra obično smatra standardnim izborom te kada ima smisla prijeći na debljinu bakra od 2 oz — ili čak koristiti ploče s debelim bakrom. Prikazat ćemo primjere iz stvarnog života, podijeliti neke unutarnje savjete o proizvodnji i dodati korisne tablice kako bismo sve učinili jasnijim. Bez obzira da li samo izrađujete prototip ili konstruirate nešto što mora podnijeti veliku snagu, pokrit ćemo sve što vam je potrebno.

Razumijevanje debljine bakra na tiskanim pločama i težine bakra

Dakle, kada govorimo o debljini bakra u bakrenom sloju, zapravo mislimo na količinu bakra koja je nanijeta na ploču kako bi se izradile sve te male staze i kontakti. U industriji tiskanih ploča, obično ne govorimo samo u 'milimetrima'. Umjesto toga koristimo ovu staromodnu jedinicu: unce po četvornom stopalu, ili kraće 'oz'. Zvuči čudno, ali doslovnopotječe od težine bakra raspoređenog preko određene površine.

Što je "1 oz debljina bakra"?

• debljina bakra od 1 oz prikladna je za većinu signalnih trasa i umjerenu distribuciju energije. Zamislite list bakra koji točno teži jednu uncu i velik je jedan stopalj po jedno stopalo. To je debljina bakra od 1 oz.
• Kada biste izmjerili debljinu tog lista, iznosila bi otprilike 35 mikrona (ili 35 mikrona). To je standardna, najčešća debljina za vjerojatno 90% svih ploča na tržištu. Savršena je za većinu uobičajenih signala i pristojnu količinu snage.

Zašto koristiti unce umjesto jednostavne debljine?

• Iskreno, to je pomalo navika industrije koja se zadržala još iz starih dana. Tada je bilo jednostavnije kupovati i mjeriti bakar po težini.
• Zanimljivo je to što su sada svi alati ljudi prilagođeni tome. Svi kalkulatori koji vam govore koliko širok treba biti trag za određenu količinu struje koriste 'oz.' Dakle, to sada zapravo olakšava život.
• No kao dizajner, morate imati u glavi oba brojčana podatka — težinu bakra i stvarnu debljinu u mm — kako bi vaši dizajni i simulacije bili precizni.

Debljina bakra u dizajnu tiskanih ploča: Osnove

Zašto je debljina bakra od presudne važnosti

Dakle, debljina bakra u osnovi postavlja pravila za to što vaša ploča može, a što ne može. Zamislite to ovako:

• Nosivost struje: Deblji bakar je poput šireg autoceste za elektricitet. Može prenijeti mnogo veću struju prije nego što počne pregrijavati.
• Širina bakrenog traga: Ako želite da trag prenese određenu količinu struje, korištenje debljeg bakra znači da možete napraviti trag užim, uštedivši prostor na ploči.
• Upravljanje toplinom: Bakar je odličan u odvođenju topline. Više bakra djeluje poput većeg hladnjaka, čime se osjetljivi komponenti štite od pregrijavanja.
• Mehanička čvrstoća: Deblji bakar čini padove i rupe jačima, što znači da je ploča manje sklonja oštećenju tijekom montaže kada se komponente umetnu i leme.
• Pouzdanost pod opterećenjem: Kada dođe do ekstremnih uvjeta — poput prenaponskih udara ili stalnog zagrijavanja i hlađenja ploče — deblji bakar je otporniji. Manje je vjerojatno da će puknuti, oljuštiti se ili pregorjeti.

Standardne debljine bakra u industriji tiskanih ploča

Standardne težine bakra korištene u industriji tiskanih ploča obično su 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz i 4 oz bakra po četvornom stopalu, pri čemu je 1 oz bakra standard za većinu tiskanih ploča.

Tablica tipičnih debljina bakra:

Tablica debljine bakra: Usporedba 1 oz i 2 oz PCB ploča s bakrom

Jedno od najčešćih pitanja je razlika između 1 oz i 2 oz bakar u dizajnu pločica . Usporedba za jednostavno referenciranje:

1 oz ili 2 oz: Što odabrati?

• bakar debljine 1 oz : Prva opcija za svakodnevne stvari — kao i većina digitalnih sklopova, usmjeravanje signala i ploče s niskom potrošnjom. To ’je standard iz dobrog razloga.
• 2 oz bakra : Pojavljuje se kada stvari postanu ozbiljne — mi smo ’govorimo o visokoj snazi, jakoj struji ili pločama koje rade vruće i trebaju bolje rasipanje topline.
• Kada vi ’re usporedba između 1 oz i 2 oz bakra , ne misli samo na struju. Zadaj si pitanje: Koliko imam prostora? Koliki mi je budžet? I koliko male moraju biti moje staze? Jer deblji bakar može uštedjeti prostor, ali može koštati više i ograničiti fine detalje. ’ne misli samo na struju. Zadaj si pitanje: Koliko imam prostora? Koliki mi je budžet? I koliko male moraju biti moje staze? Jer deblji bakar može uštedjeti prostor, ali može koštati više i ograničiti fine detalje. ’je standard iz dobrog razloga.

Težina bakra: 1 oz naspram 2 oz bakrenih ploča

Utjecaj težine bakra na dizajn tiskanih ploča

• 1 oz debljine bakra je univerzalno rješenje. Savršeno je za većinu digitalnih ploča, poput Arduino ili Raspberry Pi, a istovremeno je najbolji izbor za fleksibilna PCB ploča ili kada smještate puno komponenata u ograničeni prostor.
• 2 oz debljine bakra je stručnjak za snagu. Ovo trebate za zahtjevne poslove —stvari poput sklopova napajanja , sustava upravljanja baterijama ili sklopova za pogon motora.
• The Bakrene ploče obično , iako je 1 oz standardno, većina proizvođača čini da je vrlo lako nadograditi na 2 oz ili čak 3 oz bakra za teški bakar pCBs.

Razlika u debljini bakra u praksi

• Evo najveće prednosti: udvostručenje s 1 oz na 2 oz debljine bakra znači da možete prepoloviti širinu traga, a da on i dalje prenosi istu količinu struje. To je ogroman ušteda prostora za snage!
• No postoji i zamka... kako se povećava debljina bakra . Kada je koristite, pravila proizvođača za minimalna veličina značajke širinu traga i razmake postaju veći. Dakle, uštedite na širini, ali možda izgubite mogućnost izvođenja iznimno finih, visokokoncentriranih detalja.

Odabir odgovarajuće debljine bakra u projektiranju tiskanih ploča -2

Savjeti za odabir odgovarajuće težine bakra (nastavak)

Analizirajte ukupnu distribuciju struje:

Koristite mrežni kalkulator širine traga kako biste vidjeli koliko struje će svaki trag prenositi. Morate prilagoditi svoju Debljinu bakra na tiskanoj ploči najvećoj struji, inače se vaši trakovi mogu pregrijati ili uzrokovati pad napona.

Procijenite širinu traga i korisni prostor na ploči:

Ako puno toga smještate na malom prostoru, prelazak s bakar debljine 1 oz do 2 oz bakra je klasičan potez. Omogućuje vam korištenje užih tragova za linije visoke snage, oslobađajući dragocjeni prostor za sve ostalo.

Uzmite u obzir debljinu ploče i slojevitost:

• • Zapamtite, deblji sloj bakra dodati ukupnoj debljini vašeg pločice . Kod složenih ploča s više slojeva, uobičajeno je kombinirati različite. Možete koristiti različite debljine bakra u unci na vanjskim slojevima za osjetljive signale visoke brzine, a zatim koristiti debeli bakar od 2 unce na unutarnjem sloju isključivo kao snabdjevnu ravninu.

Procijenite potrebe za upravljanje toplinom:

Bakar je ugrađeni hladnjak. Ako izrađujete nešto poput niza svijetlih LED-ova ili sklopova visoke snage , koristeći pločice od bakra debljine 2 unce može udvostručiti vašu sposobnost hlađenja i spriječiti pregrijavanje komponenti.

Razumijevanje montaže i posljedica troškova:

• • Evo ključnog pitanja: deblji bakar košta više. Zahtijeva više sirovina i teže ga je precizno izrađivati u tvornici. Stoga se zapitajte: trebam li debeli bakar svuda, ili samo na nekoliko ključnih mjesta? Korištenje 1 oz kao standardne debljine bakra je znatno jeftinije i lakše za proizvodnju.

Posavjetujte se s IPC standardima:

Kada niste sigurni, provjerite IPC-2221 standard . To je priručnik industrije koji vam točno govori koliko širok treba biti trag za određenu struju i debljinu bakra, tako da znate da je vaš dizajn siguran i pouzdan.

Savjeti za dizajniranje tiskanih ploča kod određivanja i korištenja debljine bakra

Najbolje prakse za debljinu bakra u izradi tiskanih ploča

• Navedite gotovu debljinu bakra: Ovo je važno. Kada kažete "2 oz bakra", uvijek pojasnite mislite li na početnu debljinu folije ili težinu gotovog bakra nakon svih procesa prevlačenja. To je različito, i morate biti sigurni da ste na istoj strani.
• Bakrena ispuna za masu/napajanje: Nemojte ostavljati velike prazne površine na ploči. Poplavite ta područja bakrom spojenim na masu. Time dobivate izuzetno stabilnu uzemljensku vezu i učinkovit ugrađeni hladnjak.
• Koristite paralelne trake: Ako imate stazu s vrlo visokom strujom, umjesto jedne ogromne, izuzetno široke trake, pokušajte je podijeliti na nekoliko manjih, paralelnih traka. To je pouzdanije i bolje raspodjeljuje toplinu.
• Implementirajte termalne vije Imate li vruću komponentu? Stavite niz malih vija (zovemo ih termički vijevi) točno ispod njezine termičke ploče. Ovo u osnovi stvara autocestu za odvođenje topline prema unutarnjim slojevima ili dnu ploče.
• Pločanje ruba i odskriveni bakar: Za zahtjevne visokofrekventne ploče, možete dodati bakrenu prevlaku na rub ploče ili ostaviti bakar odskriven na određenim mjestima. To može pomoći u zaštiti od elektromagnetskog smetnja (EMI).
• Debljina bakra je obično: Evo zlatnog pravila: jednostavno se držite standardne 1 oz debljine bakra osim ako nemate stvarno dobar razlog —poput velike količine topline ili ogromne struje —da idete na deblji. Jeftinije je, lakše za proizvodnju i funkcioniše za 90% svih dizajna .

Proizvodnja tiskanih ploča: Bakrena folija, nanošenje bakra i standardi

Kako se postiže debljina bakrene folije

Prvo, kreću s tankim listovima Folija od bakra i laminiraju ih na ploču bez traga. To vam daje osnovni sloj —vašu početnu težinu, poput 1 unce.

Zatim koriste ovaj Bakrenje postupak za povećanje debljine bakra na određenim mjestima, posebno unutar rupa (to su vijci). Time se povezivanje kroz ploču znatno ojačava i može se povećati ukupna debljina na određenim područjima.

Standardna debljina bakra za većinu tiskanih ploča je 1 unca bakra svuda. No ako navedete 2 oz bakra , oni će dodatno nanošenjem postići tu željenu debljinu. Tijekom cijelog procesa stalno provjeravaju debljinu kako bi bili sigurni da je unutar specifikacije.

Posljedice za montažu tiskane pločice

Gornji bakar je zvijer za lemljenje! Budući da apsorbira toplinu, sastavljač mora možda koristiti jače kemikalije i povećati temperaturu lemljenja kako bi dobio dobar spoj.

Ovo je problem: ta dodatna toplina može biti rizična. Moglo bi na kraju oštetiti tanje, osjetljivije tragove na drugim dijelovima ploče.

Moj savjet broj jedan? Ako vaša ploča meša različite mase bakra, morate reći svoj montaža PCB kuća prije vremena. Obavijestite ih kako bi mogli prilagoditi svoj proces i ne slučajno kuhati vaš dizajn.

Često postavljana pitanja (FAQ) o debljini bakra u PCB dizajnu

P: Koje su glavne prednosti 1 oz bakra u odnosu na 2 oz bakra u PCB dizajnu?

A: Mislite na 1 uncu kao svakodnevno go-to — to je ’jeftiniji je, odlično radi za većinu digitalnih stvari, i omogućava vam da napravite jako fine tragove. Ti si... ’d odabrati 2 oz bakra kada trebate premjestiti više snage, bolje nositi toplinu, ili samo želite da ploča bude čvršća oko stvari poput priključaka za napajanje.

P: Kako znam trebam li deblji bakar?

O: Ako unesete brojke u kalkulator širine traga i vidite da bi vaši tragovi od 1 unce pregrijali ili imali prevelik pad napona, ’vrijeme je razmisliti o 2 unce. Također, ako se ploča zagrije tijekom rada, — povjerujte svojoj intuiciji (i matematici) i idite na deblji bakar.

P: Kolika je standardna debljina bakra za vanjske slojeve PCB-a?

O: Većina ploča koristi 1 uncu, ali ako gradite nešto što puno troši energije, 2 unce su također vrlo česte za vanjske slojeve. Za zaista zahtjevne primjene, neki dizajni idu još deblje. ’vrijeme je razmisliti o 2 unce. Također, ako se ploča zagrije tijekom rada, povjerujte svojoj intuiciji (i matematici) i idite na deblji bakar.

P: Mogu li miješati debljine bakra u višeslojnim pločama?

O: Naravno! To je zapravo prilično uobičajeno kod višeslojnih ploča. Možete imati tanak bakar za osjetljive signale na jednom sloju, a deblji bakar za snagu na drugom.

P: Kako debljina bakra utječe na dizajn fleksibilnih PCB-a i fleksibilnih sklopova?

A: Za fleksibilne tiskane ploče, tanji je bolji — obično koristimo 0,5 oz ili 1 oz bakra. Deblji bakar se loše savija i može puknuti, pa ga izbjegavamo u većini fleksibilnih primjena.

P: Što ako imam višak bakra na svojoj tiskanoj ploči?

A: Da, zapravo. Ako nanosite velike čvrste proljeve bez plana, to može uzrokovati izobličenje ploče tijekom montaže ili neravnomjerno zagrijavanje. Uvijek pokušajte uravnotežiti bakar po slojevima i koristite termalna olakšanja pri spajanju s površinama.

Zaključak: Važnost odabira odgovarajuće težine bakra

Dakle, na kraju dana, odabir vašeg odgovarajuće debljine bakra u dizajnu tiskane ploče je sve stvar ravnoteže.

Držanje standardne bakar debljine 1 oz je čvrsta, uštednu varijanta za vjerojatno 90% projekata. Ali kada imate posla s jakim strujama ili kada stvari počinju postajati vruće, tada prelazite na 2 oz debljine bakra ili čak teži bakar. Nije riječ samo o tome da nešto funkcionira —radi se o tome da bude sigurno, pouzdano i izrađeno za dugotrajnost.

Pločice od bakrenih ploča su temelj svega što izrađujemo elektronički. Razumijevanje kako težina bakra, slojevitost ploče i vaše stvarne potrebe međusobno djeluju ključno je za prelazak projekta s razine "funkcionira" na razinu "apsolutno odličan". težina bakra , slojevitost ploče i vaše stvarne potrebe sve skupa čine ono što projektu omogućuje da prijeđe s razine "funkcionira" na razinu "apsolutno odličan".

Pa bez obzira želite li jednostavno odlučiti između 1 oz i 2 oz bakra , ili oz i 2 oz bakarne pločice , samo zapamtite: neka standardna pravila i malo matematike budu vaš vodič, i stvarno ne možete pogriješiti.