1 oz kopper tykkelse | PCB-tykkelse: Den ultimate guiden til PCB-koppervekter

Introduksjon

Så har du noen gang lurt på hvorfor pCB-kobbertykkelse på et PCB faktisk er viktig? Eller kanskje du prøver å velge mellom 1 oz eller 2 oz kopper for din krets? Tro meg, du er ikke alene. Koppertykkelse er en av de grunnleggende – men litt forvirrende – detaljene i PCB-design.

Valget mellom 1 oz og 2 oz kopper handler ikke bare om hvor mye strøm kretsen din kan tåle. Det påvirker faktisk en rekke andre faktorer også – som hvordan du sikrer signalintegritet, hvor robust kretsen er, hvor mye den koster, og til og med hvor lenge den vil vare.

I denne guiden går vi gjennom alt du trenger å vite om kopperplate i printede kretskort (PCB). Vi forklarer hva "kopperplate i oz" faktisk betyr, hvorfor 1 oz kopper vanligvis er standardvalget, og når det gir mening å gå opp til 2 oz kopperplate – eller til og med velge PCB med tung kopper. Vi tar for oss eksempler fra virkeligheten, deler noen interne produksjonstips og inkluderer nyttige diagrammer for å gjøre alt tydelig. Uansett om du bare lager en prototype eller bygger noe som må klare høy effekt, har vi dekket deg.

Forståelse av PCB-kopperplate og koppervekt

Så når vi snakker om kopperstyrke i en kopperplate, handler det egentlig om hvor mye kopper som er påført kretskortet for å lage alle de små banene og kontaktflatene. I pcb-industrien sier vi vanligvis ikke bare 'millimeter'. I stedet bruker vi denne gammeldags enheten: ounces per square foot, eller 'oz' for kort. Det høres rart ut, men det kommer bokstavelig talt fra vekten av kopper fordelt over et gitt areal.

Hva er "1 oz kopperstyrke"?

• 1 oz kopperstyrke er egnet for de fleste signalruting og moderat strømforsyning. Tenk deg et kopperark som veier nøyaktig én ounce og er én fot ganger én fot i størrelse. Det er 1 oz kopper.
• Hvis du måler hvor tykt dette arket er, vil det være omtrent 35 mikron (eller 35 mikron). Det er standardtykkelsen, den mest brukte tykkelsen for sannsynligvis 90 % av kretskortene der ute. Den er perfekt for de fleste vanlige signaler og en god mengde strøm.

Hvorfor bruke ounces i stedet for bare tykkelse?

• Åpenhjertig talt, det er litt av en bransjevane som har hengt seg fra gamle dager. Det var lettere å kjøpe og måle kobber etter vekt på den tiden.
• Det kule er at nå er alle verktøy satt opp for dette. Alle kalkulatorer som forteller deg hvor bred en bane skal være for en gitt strømstyrke, bruker 'oz.' Så egentlig gjør det livet lettere nå.
• Men som designer må du ha begge tallene i hodet – kobbervekten og den faktiske tykkelsen i mm – slik at designene og simuleringene dine blir presise.

Kobbertykkelse i PCB-design: Grunnleggende

Hvorfor kobbertykkelse er avgjørende

Slik sett bestemmer tykkelsen på kobberet reglene for hva kretskortet ditt kan og ikke kan gjøre. Tenk på det slik:

• Strømbæreevne: Tykkere kobber er som en bredere motorvei for elektrisitet. Det kan lede mye mer strøm før det begynner å overopphetes.
• Kobberbanens bredde: Hvis du trenger en bane som skal lede en viss mengde strøm, betyr det at du kan gjøre banen smalere ved å bruke tykkere kobber, noe som sparer plass på kretskortet ditt.
• Varmebehandling: Kobber er utmerket til å lede vekk varme. Mer kobber virker som et større kjølelegeme, som hindrer at følsomme komponenter overopphetes.
• Mekanisk styrke: Tykkere kobber gjør pad-er og hull sterkere, noe som betyr at kretskortet ditt har mindre sannsynlighet for å skades under montering når komponenter settes inn og loddes.
• Pålitelighet under belastning: Når forholdene blir vanskelige – for eksempel ved strømspark eller når kretskortet hele tiden varmes opp og kjøles ned – er tykkere kobber mer motstandsdyktig. Det har mindre tendens til å sprekke, skjære eller brenne opp.

Standard kobbertykkelser i kretskortindustrien

Standard kobbervekter brukt i kretskortindustrien er vanligvis 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz og 4 oz kobber per kvadratfot, med 1 oz kobber som standard for langt størsteparten av kretskort.

Tabell over typiske kobbertykkelser:

Kobbertykkelsesdiagram: Sammenligning av 1 oz og 2 oz kobber PCB-er

Et av de vanligste spørsmålene er forskjellen mellom 1 oz og 2 oz kobber i pcb-design . Her er en enkel sammenligningstabel:

1 oz mot 2 oz: Hva bør du velge?

• 1 oz kobber : Det er ditt første valg for daglig bruk — som de fleste digitale kretser, signalruting og laveffekt-kort. Det ’er standard for en grunn.
• 2 oz kobber : Det inngriper når situasjonen blir alvorlig — vi ’vi snakker høy effekt, stor strøm, eller kretskort som blir varme og trenger bedre varmespredning.
• Når du ’re samanlikna mellom 1 oz og 2 oz kobber , ikke bare tenk på strøm ’hva er budsjettet mitt? Og hvor små må sporene mine være? Fordi tykkere kobber kan spare plass, men kan koste mer og begrense fine detaljer. ’hva er budsjettet mitt? Og hvor små må sporene mine være? Fordi tykkere kobber kan spare plass, men kan koste mer og begrense fine detaljer.

Kobbertykkelse: 1 oz mot 2 oz kobber PCB-er

Effekten av kobbertykkelse på PCB-design

• 1 oz kobbertykkelse er din allsidige løsning. Den er perfekt for de fleste digitale kretser, som din Arduino eller Raspberry Pi, og er også det beste valget når bøyg PCB du plasserer mange komponenter på et lite areal.
• 2 oz kopper tykkelse er din strømspesialist. Den vil du ha til krevende oppgaver —slik som strømforsyningskretser , batteristyringssystemer, eller kretser som driver motorer.
• Den Kobber-PCB-er vanligvis , mens 1 oz er standard, gjør de fleste produsenter det enkelt å oppgradere til 2 oz eller til og med 3 oz kopper for tunge kopper pCB-er.

Kobbertykkelseforskjell i praksis

• Her er den største fordelen: Dobling fra 1 oz til 2 oz kobbertykkelse betyr at du kan halvere bredden på en bane, og den vil fortsatt føre samme strøm. Det er en kraftig plassbesparelse for strømbaner!
• Men det finnes en ulempe... når kobbertykkelsen øker . Når du bruker det, blir produsentens minimum funksjonsstørrelse regler for banebredde og avstand større. Så du sparer plass på bredde, men mister kanskje muligheten til å lage svært fine, tett integrerte detaljer.

Valg av passende kobbertykkelse i PCB-design -2

Tips for valg av riktig kobbervekt (fortsatt)

Analyser total strømfordeling:

Bruk en online sporbreddde-kalkulator for å se hvor mye strøm hvert spor vil lede. Du må tilpasse din PCB-kobbertykkelse til den høyeste strømmen, ellers kan sporene overopphetes eller føre til at spenningen faller.

Vurder sporbreddde og plass på kretskortet:

Hvis du pakker mye inn på et lite område, er det en klassisk løsning å bytte fra 1 oz kobber til 2 oz kobber er en klassisk tiltak. Det lar deg bruke tynnere spor for høyeffekt-linjene, og frigjør verdifull plass til alt annet.

Vurder kretskorttykkelse og lagoppbygging:

• • Husk at tykkere kobberlag legg til det totale av din plate tykkelse . I komplekse, flerlags plater er det vanlig å kombinere. Du kan bruke forskjellige oz kopper tykkelser på ytterlagene for delikate, høyhastighetssignaler, og deretter bruke tykk, 2 oz kopper på et innerlag bare som en dedikert strømplan.

Vurder behov for termisk styring:

Kobber er din innebygde kjølelegeme. Hvis du bygger noe som en lysstark LED-arrangement eller en høyeffekt kretser , bruker 2 oz kopper pcbs kan doble kjøleevnen din og spare komponentene fra å steke seg selv.

Forstå montering og kostnadsimplikasjoner:

• • Her kommer det vanskelige: tykkere kobber koster mer. Det bruker mer råmateriale og er vanskeligere for fabrikken å etske presist. Så spør deg selv: trenger jeg tykt kobber overalt, eller bare på noen få nøkkelpunkter? Å holde seg til 1 oz som ditt standard kobbertykkelse er mye billigere og enklere å produsere.

Se på IPC-standarden:

Når du er i tvil, sjekk IPC-2221-standarden . Den er bransjens regelbok som forteller deg nøyaktig hvor bred en bane må være for en gitt strøm og kobbertykkelse, slik at du vet at designet ditt er sikkert og pålitelig.

PCB-designtips for å spesifisere og bruke kobbertykkelse

Beste praksis for kobbertykkelse i PCB-layout

• Spesifiser ferdig kopperstyrrelse: Dette er viktig. Når du sier "2 oz kopper", må du alltid avklare om du mener startfoliestykkelsen eller den ferdige koppervekten etter alt belaget. De er forskjellige, og du må sørge for at dere er enige.
• Kopperfyll for jord/strøm: Ikke la det være store tomme områder på kretskortet ditt. Fyll disse områdene med kopper koblet til jord. Dette gir deg en ekstra stabil jordtilkobling og virker som en innebygd varmesenke.
• Bruk parallelle baner: Hvis du har en bane med svært høy strøm, prøv i stedet for å lage én kjempebred bane, å dele den opp i flere mindre, parallelle baner. Det er mer pålitelig og fordeler varmen bedre.
• Implementer termiske gjennomganger: Har du en varm komponent? Plasser mange små gjennomganger (vi kaller dem termiske gjennomganger) rett under varmepaden. Dette skaper i praksis en motorvei for å lede varme ned til de indre lagene eller bunnen av kortet.
• Kantplatering og eksponert kobber: For vanskelige høyfrekvente kretskort kan du legge til kobberplatering på kanten av kortet eller la kobber være eksponert på bestemte steder. Dette kan hjelpe til med å skjerme mot elektromagnetisk interferens (EMI).
• Kobbertykkelse er vanligvis: Her er gullregelen: hold deg bare til standard 1 oz kobbertykkelse med mindre du har en veldig god grunn —som mye varme eller svært høy strøm —til å gå for tykkere. Det er billigere, enklere å produsere og fungerer for 90 % av alle design. .

PCB-produksjon: Kobberfolie, platering og standarder

Hvordan oppnås kobberfolietykkelse

Først starter de med tynne ark av Kobberfolier og laminérer dem på det nakne kretskortet. Det gir deg grunnlaget —utgangsvekten din, for eksempel 1 oz.

Deretter bruker de denne Kobberbelegg prosessen til å bygge opp kobber i spesifikke områder, særlig inne i hullene (dette er forbindelsene). Dette gjør koblingsbanene gjennom kretskortet mye sterkere og kan øke den totale tykkelsen i bestemte soner.

Standard kobbertykkelse for de fleste kretskort er 1 oz kobber overalt. Men hvis du spesifiserer 2 oz kobber , vil de belte det opp for å nå måltykkelsen. Hele tiden kontrollerer de nøye tykkelsen for å sikre at den er innenfor spesifikasjonene.

Konsekvenser for kretskortmontering

Tykkere kobber er utfordrende å lodde! Siden det trekker til seg varme, må montereren kanskje bruke sterkere kjemikalier og øke loddetemperaturen for å få en god loddeforbindelse.

Her er fellen: den ekstra varmen kan være risikabel. Den kan nemlig skade de tynnere og mer sårbare banene på andre deler av kretskortet.

Så mitt viktigste råd? Hvis kretskortet ditt kombinerer ulike koppervekter, må du informere produksjonsverkstedet ditt på forhånd. pCB-montasje gi dem beskjed, slik at de kan justere prosessen sin og ikke brenne opp designet ditt ved en feil.

Ofte stilte spørsmål (FAQ) om koppertykkelse i kretskortdesign

Q: Hva er de viktigste fordelene med 1 oz kopper sammenlignet med 2 oz kopper i kretskortdesign?

A: Tenk på 1 oz som din allsidige standardløsning — det ’den er billigere, fungerer utmerket for de fleste digitale applikasjoner, og lar deg lage svært fine baner. Du ’ville velge 2 oz kobber når du trenger å lede mer strøm, håndtere varme bedre, eller bare ønsker at kretskortet skal være mer robust rundt deler som strømtilkoblinger.

Q: Hvordan vet jeg om jeg trenger tykkere kopper?

A: Hvis du regner med en sporbredde-kalkulator og ser at 1 oz spor ville overopphete eller miste for mye spenning, er det på tide å vurdere 2 oz. Også hvis kretskortet blir varmt i drift ’stol på magen din (og matematikken) og gå for tykkere kopper — tro på instinktet (og matematikken) og velg tykkere.

Q: Hva er standard kopper-tykkelse for ytre PCB-lag?

A: De fleste kretskort bruker 1 oz, men hvis du ’bygger noe som er krevende når det gjelder strøm, er 2 oz veldig vanlig også for de ytre lagene. For virkelig tungt arbeid går noen design enda tykkere.

Q: Kan jeg blande kopper-tykkelser i flerlags-kort?

A: Absolutt! Det er faktisk ganske vanlig i flerlags-kort. Du kan ha tynn kopper for følsomme signaler på ett lag, og tykk kopper for et strømplan på et annet.

Q: Hvordan påvirker kopper-tykkelse design av fleksible PCB-er og fleksible kretser?

A: For fleksible PCB-er er tynnere bedre – vi holder oss vanligvis til 0,5 oz eller 1 oz kopper. Tykkere kopper bøyer seg dårlig og kan sprekke, så vi unngår det i de fleste fleksible applikasjoner.

Spørsmål: Hva hvis jeg har for mye kobber på min PCB?

Svar: Ja, faktisk. Hvis du legger store, massive kobberflater uten planlegging, kan det føre til at kretskortet krummer seg under montering eller forårsake ujevn oppvarming. Prøv alltid å balansere kobberfordelingen over lagene og bruk termiske avbrytelser når du kobler til pad.

Konklusjon: Viktigheten av riktig valg av kobbertykkelse

Så til slutt er valg av passende kobbertykkelse i PCB-design alt om balanse.

Å holde seg til standard 1 oz kobber er et solidt og kostnadseffektivt valg for sannsynligvis 90 % av prosjektene. Men når du jobber med høy effekt eller ting begynner å bli varme, da går du opp til 2 oz kopper tykkelse eller til og med tykkere kobber. Det handler ikke bare om å få det til å fungere, —det handler om å gjøre det sikkert, pålitelig og bygget for å vare.

Kobber pcbs er grunnlaget for alt vi bygger elektronisk. Å forstå hvordan kobbervekt , kretskortoppbygging og dine faktiske behov henger sammen, er det som fører et prosjekt fra «det fungerer» til «det er fantastisk».

Så enten du bare prøver å velge mellom 1 oz vs 2 oz kobber , eller oz vs 2 oz copper pcb , husk bare: la standardreglene og litt matematikk være din guide, og da kan du ikke gå feil.