Ultimative guide til PCB-tykkelse: Komplett guide for 2025

Introduksjon til PCB-tykkelse

Når man designer en kretskortplate ( PCB-ar ), er tykkelsen på kretskortet en av de kritiske faktorene som bestemmer prosjektets suksess. Kretskorttykkelse henviser til den totale høyden på plata, inkludert alle kopberlag, substrat, prepreg, loddemaske og overflatebehandling fra bunnlag til topp lag. Valg av riktig tykkelse er avgjørende for design av elektroniske produkter, så det er viktig å vurdere og teste passende tykkelse for bruken før man fortsetter med designet.

Den følgende veiledningen for PCB-tykkelse gir en omfattende introduksjon til standarder for PCB-tykkelse, faktorer som påvirker kretskortets tykkelse, effekten av PCB-tykkelse på elektrisk, termisk og mekanisk ytelse, samt hvordan man velger riktig tykkelse basert på spesifikke behov. Enten du trenger en standard PCB-tykkelse for et todelt kretskort eller utforsker egendefinerte tykkelsesalternativer for et flerlagskort, vil denne veiledningen sikre at prosjektet ditt oppfyller kravene til produksjon, montering og bruksområde.

Hva er PCB-tykkelse? Forståelse av PCB-tykkelse og dens betydning

PCB-tykkelse refererer til den totale tykkelsen på PCB-kortet, inkludert alle laminerte lag. Å forstå PCB-tykkelse er en av de grunnleggende basisprinsippene som enhver PCB-konstruktør og produsent må mestre.

Hvorfor PCB-tykkelse er viktig

Strukturell integritet: Riktig PCB-tykkelse sikrer at kretskortet oppfyller kravene til mekanisk holdbarhet. Tykkere PCB-er er mindre utsatt for bøyning eller knusing, noe som er spesielt viktig for større kort eller de som utsettes for mekanisk belastning.

Elektrisk ytelse: PCB-tykkelse påvirker signaloverføring og impedanskontroll, spesielt i høyfrekvente eller RF-PCB-er. Dielektrisk tykkelse mellom kobberlag er avgjørende for kontrollerte impedanslinjer.

Termisk håndtering: Tykkere substrater og økt kobberfolie-tykkelse forbedrer varmeavgivelseseffektiviteten.

Produksjon og montering: Standardisert PCB-tykkelse bidrar til optimalisering av produksjons- og monteringsprosesser, og sikrer kompatibilitet og stabilitet med kontakter, loddemetoder og kabinetter.

Tilpasning til applikasjoner: I situasjoner med tunge kontakter eller høystrøms strømapplikasjoner, kreves ofte tykkere PCB-materialer.

Guide til PCB-konstruksjon: Anatomi og lag med kretskorttykkelse

Den totale tykkelsen på en kretskort er den kombinerte resultatet av tykkelsene til alle materiellagene i designet.

Lag som påvirker total PCB-tykkelse:

Kobberfolielag:
Kobbertykkelse måles vanligvis i ounces per kvadratfot (oz). Standard kobbertykkelsesnivåer (som 1 oz, 2 oz og 3 oz) påvirker direkte strømføringsevnen til banene og tykkelsen på lederne.

Dielektrisk kjerne og preimpregnert materiale (prepreg):
Valget av kjernematerialer (for eksempel FR4, polyimid) og tykkelsen på prepregen bestemmer ikke bare den totale tykkelsen, men påvirker også elektrisk ytelse og termiske egenskaper betydelig.

Loddmaske-tykkelse:
Selv om det vanligvis er mindre enn 0,05 mm, øker tilstedeværelsen av loddmaske litt den totale tykkelsen og spiller en viktig rolle for påliteligheten til loddeforbindelser.

Overflatebehandlingsprosesser:
Enten det er ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold), HASL (Hot Air Solder Leveling) eller OSP (Organic Solderability Preservative), disse prosessene legger til bare mikronivå tykkelse. Likevel er de avgjørende for loddeforbindelser og har spesiell betydning for tykkelseskontroll i fine-pitch- eller høyfrekvensapplikasjoner.

Vanlige standarder for kretskorttykkelse: Valg av riktig tykkelse for din design

Standardtykkelser i produksjon av kretskort

Forståelse av PCB-kopertykkelse: standarder, folietykkelse og anvendelser

Kobberfolietykkelse påvirker direkte signalbehandling og strømoverføringskapasitet, noe som gjør den til et uunnværlig kjerneelement i enhver PCB-tykkelseguide.

Definisjon av kobbertykkelse
Refers to the thickness of the copper layer on each side of the circuit board, typically measured in ounces per square foot (oz/ft²). For example, 1oz copper thickness is approximately 35 micrometers, which is the most commonly used benchmark unit in PCB manufacturing.

Kjernepåvirkninger
Kobberfolietykkelse bestemmer ikke bare strømbæringsevnen til baner, men påvirker også direkte minimumsavstanden mellom baner, total plate tykkelse og effektivitet i termisk styring.

Vanlige spesifikasjoner og bruksområder
• 1oz (35µm) – Standard signallinjer og strømbaner, mye brukt i konsumentelektronikk.
• 2oz (70µm) – Høystrøms- og strøm-PCB-er, bredere banebredder, forbedrede termiske stier.
• 3 oz (105 µm) – Høyeffektkretser, LED-styringer og tykke kopper-PCB-er designet for å tåle strømsprang.

Koppervekt og bruksområder

Faktorer som påvirker PCB-tykkelse: Hvordan velge riktig tykkelse

Ingen guide til PCB-tykkelse er komplett uten en grundig analyse av de viktigste variablene som bestemmer den optimale tykkelsen på et PCB. Når du velger riktig tykkelse for designet ditt, bør du fokusere på følgende kritiske elementer:

1. Antall kretskortlag

• Et flerlagskort (4, 6, 8 eller flere lag) vil naturlig ha større total tykkelse enn et 2-lags PCB. Hvert ekstra PCB-lag krever ekstra prepreg og kobber, noe som bidrar til den endelige tykkelsen.

2. Brukte PCB-materialer

• Valget av substrat påvirker ikke bare dielektrisk konstant, men også mekanisk styrke og varmebestandighet. Standard FR4 er vanlig for generell bruk, mens polyimider og metallkjerne-PCB-er brukes for fleksible eller varmepåkrevde oppgaver.
• Tykkelsen på kjernen og typen prepreg som brukes i design og produksjon av PCB kan påvirke stabiliteten og påliteligheten til det trykte kretskortet.

3. Kopperfolie/Koppertykkelse

• Tykkelsen på kobberet påvirker direkte krav til banebredde, effekttap og noen ganger tykkelsen på en kretskort. Kobbertykkelse bestemmes vanligvis ut fra strømbehovet i applikasjonen.

4. Applikasjonskrav

• Strømkretskort og industrielle kontrollenheter kan kreve et tykkere kretskort for mekanisk stabilitet og termisk håndtering, mens høyfrekvente kort kan trenge tynnere dielektrisk materiale for impedanstilpasning.
• For konsumentprodukter kan et tynnere kretskort muliggjøre mindre og lettere produkter.

5. Mekaniske begrensninger

• Hvis kretskortet må plasseres i ekstremt kompakte omgivelser eller trenger spesielle tilkoblinger, er riktig tykkelse avgjørende for å utforme et funksjonelt kompatibelt kretskort.

6. Termiske hensyn

• Tykkelsen på kobberet og den totale kretskorttykkelsen har betydning for varmeavgivelse. For design der overoppheting er en risiko, er et tykkere, godt lagdelte kretskort ofte løsningen.

7. Kostnad og produksjonsbegrensninger

• Tykkere kretskort, egendefinerte lagoppbygninger eller sjeldne tykkelser vil øke kostnadene for kretskortproduksjon og -produksjon. Standardtykkelser (som 1,6 mm) er mer økonomiske og raskere å montere.

8. Loddemaske og overflatebehandling

• Tykkelse på loddemasken og overflatebehandling er mindre viktige, men kan likevel påvirke nøyaktige passformer for fine-pitch BGA, QFN og mikroelektroniske pakninger.

Hvordan kretskorttykkelse påvirker ytelse og pålitelighet

Kretskorttykkelse påvirker direkte kritiske elektriske og fysiske egenskaper i designet.

Signalintegritet og impedans

• I høyhastighetsdigitale og RF-kretskort kontrollerer dielektrisk tykkelse (avstanden mellom kobberplaner) signalimpedansen.
• Tynnere kretskort tillater mer nøyaktig impedanskontroll.

Effekt- og termisk håndtering

• Riktig tykkelse leder bort varme effektivt, noe som unngår varmebilder og feil i strømforsyningskort, effektelektronikk og LED-belysning.
• Tykkere kobber og tykkere kretskort muliggjør mer robust strømfordeling.

Mekanisk robusthet

• Tykkere kretskort tåler belastning, vibrasjoner og gjentatte innsettinger/uttag. For eksempel spesifiserer bil-ECU-er og industrielle kontroller ofte en minimumskorttykkelse for holdbarhet.

Produksjon og montering

• En standardtykkelse som 1,6 mm sikrer enkel kompatibilitet med bransjestandardkoblinger, bølge-lodding og reflow-ovner.
• Kort som er for tykke eller for tynne, kan medføre økte produksjonskostnader eller kreve spesialiserte monteringsprosesser.

Påvirkningen av kretskorttykkelse på tvers av applikasjoner

Optimalisering av plate tykkelse for spesielle anvendelser

Det er viktig å avklare når egendefinerte eller ikke-standardiserte tykkelser kreves.

Fleksible og bærbare kretskort
• Krever ekstremt tynne substrater (0,2–0,4 mm) for å opprettholde fleksibilitet og komfort.
• Viktig retningslinje: Alltid verifisere minimumsbøyeradius og sikre at produsenten kan oppnå nøyaktig tykkelseskontroll uten å kompromittere styrken.

Høyfrekvente og RF-kretser
• Nøyaktig impedanskontroll krever stramme toleranser for dielektrisk lagtykkelse.
• Flersjiktige konfigurasjoner bør bruke spesialiserte prepreg-materialer og minimere total tykkelse for optimal signalfidelitet.

Høyeffekt/Industriell/Bil Elektronikk
• Bruk robuste tykke kjerneplate (≥2,0 mm) med tung kobber (2–3 oz) for å oppfylle krav til overspenningsbeskyttelse, termisk håndtering og sikkerhet.
• Egendefinert tykkelse kan være nødvendig ved bruk av gjennomgående kraftkontakter eller store festeskruer.

LED-belysning og kraftmoduler
• Aluminiums- eller keramiske underlag overstiger vanligvis 2 mm i total tykkelse for å sikre effektiv varmeavgivelse fra komponenter.
• Termisk håndtering blir en sentral betraktning ved utforming av tykkelse.

Siste trender og innovasjoner innen PCB-tykkelse i 2025

Mindre enheter, tynnere plater

• Forbrukertrender mot mindre, lettere enheter betyr at flere plater produseres i 0,6–1,0 mm.
• «Kjerneløse» laminater og avanserte lagoppbygningsdesign lar deg utnytte grensene for IoT, medisinske og bærbare produkter.

Tyngre kobber, smart strøm

• Avansert kobberbelag muliggjør høyeffektsdesign (opptil 6 oz kobber) uten risiko for etsedefekter eller krumning.
• Laget kobber (varierende kobbertykkelse i en enkelt PCB) tillater strategisk plassering av tykke og tynne deler.

Miljøvennlig og overholder regelverk

• Halogefrie, RoHS-konforme materialer er nå standard, og kan noen ganger føre til en liten økning i total PCB-tykkelse.
• PCB-produsenter som aktivt håndterer disse trender, leverer til slutt mer pålitelige og konforme produkter.

Automatisert tykkhetstesting og kvalitetssikring

• Moderne PCB-produksjonslinjer inkluderer nå laserbaserte tykkelsesmålinger og AOI-kontroller, noe som sikrer nøyaktige toleranser og overholdelse av tykkelsesstandarder, og dermed reduserer avfall.

Valg av riktig PCB-tykkelse: Trinnvis guide

Her er din enkle guide for valg av PCB-tykkelse:

Definer applikasjon og miljø: Spør deg selv: Hvilke mekaniske, elektriske og termiske krav vil min krets stå overfor? Dette vil bestemme den optimale tykkelsen.

Velg en standard hvis mulig: 1,6 mm er det foretrukne valget for de fleste design, noe som gjør produksjon av kretskort billigere og monteringen enklere.

Beregn krav til kopperlagtykkelse: Bruk IPC-standarder og kalkulatorer for å bestemme minimum kopper for din maksimale strøm.

Ta hensyn til antall kretskortlag: Flere lag = økt tykkelse. Et flerlags kretskort vil alltid være tykkere enn et 2-lags kretskort med samme kjernemateriale.

Simuler lagoppbygging: Bruk kretskortdesignverktøy for å visualisere og bekrefte lagoppbyggingen – noen tillater tykkelsessøk for å optimere ytelse og produksjonsvenlighet.

Kontakt din PCB-produsent: Tidlig tilbakemelding kan hjelpe deg med å balansere ytelse med det som er enkelt å produsere, og unngå produksjonsproblemer.

Dokumenter dine krav: Å spesifisere tykkelse, koppervekt og dielektrisk lagoppbygging i dine fab-notater minsker misforståelser og sikrer at din PCB oppfyller forventningene.

Vanlige feil ved valg av PCB-tykkelse

• Forveksler antall kretskortlag med totaltykkelse: Flere lag betyr ikke alltid et tykkere kort hvis du bruker tynne prepreg- eller kjernekort.
• Ignorerer kompatibilitet med kontakter eller kabinett: Ikke alle standardkretskorttykkelser passer alle kontakter – dobbeltsjekk før du ferdigstiller oppbygningen din.
• Overoptimalisering av ett aspekt ved kretskortdesign: Å ofre mekanisk styrke for tynhet, eller omvendt, kan føre til feil på kretskortet i feltet.
• Utelater kobberveskt: Tykkere kobber endrer dramatisk minimumsbanebredde, øker den endelige tykkelsen og kan påvirke monteringen.
• Ser bort fra produksjonstoleranser: Tilpassede eller sjeldne tykkelser kan medføre lengre leveringstider eller ekstra kostnader.

Vanlige spørsmål (FAQ) om PCB-tykkelse

S: Hva er standard PCB-tykkelse?

S: Standard PCB-tykkelse er 1,6 mm, men mange verdier fra 0,4 mm til 3,2 mm støttes.

S: Hvordan angis total plate tykkelse?

S: Tykkelse refererer til total høyde fra en overflate på PCB-en til den andre, inkludert alle lag og overflater.

Q: Hvorfor er tykkelsen på en PCB-krets så viktig?

A: Tykkelse påvirker styrke, signalytelse, varmehåndtering og produksjonskompatibilitet.

Q: Jeg har en 2-lags PCB – hva er anbefalt tykkelse?

A: De fleste 2-lags kretskort bruker 1,6 mm, som anses som mest egnet for massemarkedets koblinger og håndtering.

Q: Kan jeg be om spesialtilpasset tykkelse for min PCB?

A: Ja, det er mulig med tilpasset tykkelse. Imidlertid kan avvik fra standard tykkelse føre til lengre leveringstid og høyere produksjonskostnader. Alltid kommuniser dine behov for tilpasset tykkelse tidlig med din PCB-produsent.

Q: Påvirker PCB-tykkelsen monteringen?

A: Absolutt. Kort som er tynnere enn standard (f.eks. mindre enn 1,0 mm) kan kreve spesiell håndtering under PCB-montasje, mens tykkelse over 2,4 mm kanskje ikke passer i vanlige automatiserte monteringssystemer eller tilkoblingssystemer uten modifikasjoner.

Q: Forbedrer økt tykkelse påliteligheten?

A: Ikke alltid. Selv om en tykkere PCB kan øke mekanisk styrke og varmeavgivelse, kan unødvendig tykkelse føre til økte materialkostnader og gjøre det vanskeligere å oppnå de fine strukturene som trengs for høytetthets-PCB-design.

S: Finnes det retningslinjer for valg av koppermektighet på PCB?

A: Ja! Se IPC-2221 og designguiden fra din PCB-producent for anbefalt koppermektighet basert på strømbæringsevne; for de fleste applikasjoner brukes 1 oz eller 2 oz, men effektkretser kan kreve 3 oz eller enda mer.

S: Hvordan påvirker koppermektigheten etsing og fabrikasjon?

A: Økt kopperfoliemektighet krever større minimumsledningsbredde/avstand og kan øke vanskelighetsgraden ved tsing, spesielt i flerlags-PCB med høy koppermektighet på flere lag.

S: Finnes det en optimal mektighet for alle PCB-design?

A: Ingen enkelt størrelse passer alle. For å bestemme den optimale tykkelsen, må du analysere dine mekaniske, elektriske og kostnadsmessige krav for hvert prosjekt. Bruk denne omfattende veiledningen til å informere ditt valg.

Konklusjon: Den kritiske rollen til PWB-tykkelse

Å forstå standarder for PWB-tykkelse, betydningen av kopertykkelse og faktorene som påvirker total plateTykkelse er avgjørende for moderne PWB-konstruksjon og produksjon. Riktig tykkelse på en PWB påvirker direkte alle nøkkelaspekter av enheten din: elektrisk ytelse, termisk styring, mekanisk robusthet, produksjonsegenskaper og kostnadseffektivitet.