1 oz hrúbka medi | HRN hrúbka: Najkomplexnejší sprievodca váhami medi na doskách plošných spojov

Úvod

Tak ste sa niekedy zamýšľali nad tým, prečo hrúbku medi na DPS v skutočnosti záleží? Alebo možno zvažujete, či použiť na svoju dosku 1 uncu alebo 2 unce medi? Verzte mi, nie ste jediní. Hrúbka medi je jednou z tých základných, no trochu mätúcich podrobností pri návrhu DPS.

Voľba medzi 1 uncou a 2 uncami medi nie je len o tom, koľko výkonu vaša doska vydrží. V skutočnosti to ovplyvňuje aj množstvo iných vecí – ako napríklad zachovanie integrity signálu, odolnosť dosky, jej cena a dokonca aj životnosť.

V tomto sprievodcovi vám vysvetlíme všetko, čo potrebujete vedieť o hrúbke medi na doskách plošných spojov. Vysvetlíme, čo vlastne znamená „hrúbka medi v unciach“, prečo sa zvyčajne používa 1 unca medi ako štandard a kedy dáva zmysel prejsť na hrúbku 2 unce medi – alebo dokonca na dosky s vysokou hmotnosťou medi. Prejdeme si konkrétne príklady z praxe, zdieľame niekoľko užitočných tipov pri výrobe a ponúkame prehľadné grafy, ktoré všetko jasne objasnia. Či už len prototypujete, alebo vyvíjate niečo, čo musí odolávať vysokému zaťaženiu, my vám pomôžeme.

Pochopenie hrúbky a hmotnosti medi na doskách plošných spojov

Takže keď hovoríme o hrúbke medi v medenej vrstve, hovoríme vlastne o tom, koľko medi je nanášané na dosku, aby vznikli tie malé spoje a plošky. V priemysle dosiek plošných spojov zvyčajne nehovoríme len „milimetre“. Namiesto toho používame staromódnu jednotku: uncie na štvorcovú stopu, alebo skrátene „oz“. Znie to zvláštne, ale doslova pochádza z hmotnosti medi rozprestretenej na danej ploche.

Čo je „hrúbka medi 1 oz“?

• hrúbka medi 1 oz je vhodná pre väčšinu signálových spojov a stredné dodávky energie. Predstavte si list medi, ktorý presne váži jednu unciu a má veľkosť jeden stopa krát jeden stopa. To je hrúbka medi 1 oz.
• Keby ste merali hrúbku takéhoto listu, bola by približne 35 mikrometrov (alebo 35 mikrónov). Toto je štandardná, najpoužívanejšia hrúbka pravdepodobne 90 % všetkých dosiek plošných spojov. Je ideálna pre väčšinu bežných signálov aj primerané množstvo výkonu.

Prečo používať uncie namiesto jednoduchej hrúbky?

• Úprimne povedané, je to trochu zvyk priemyslu, ktorý sa udržal od starých čias. Vtedy bolo jednoduchšie meď kupovať a merať podľa hmotnosti.
• Fajn na tom je, že teraz sú všetky nástroje ľudí nastavené práve na toto. Všetky kalkulačky, ktoré vám určia, ako široká má byť dráha pre dané množstvo prúdu, používajú oz. Takže dnes to vlastne uľahčuje život.
• Ale ako dizajnér musíte mať v hlave obe hodnoty – hmotnosť medi a skutočnú hrúbku v mm – aby vaše návrhy a simulácie boli presné.

Hrúbka medi v návrhu dosiek: Základy

Prečo je hrúbka medi rozhodujúca

Takže hrúbka medi v podstate stanovuje pravidlá pre to, čo váš obvod dokáže alebo nedokáže. Predstavte si to takto:

• Vedenie prúdu: Hrubšia meď je ako širšia diaľnica pre elektrinu. Dokáže previesť omnoho viac prúdu, než sa začne prehrievať.
• Šírka medenej dráhy: Ak potrebujete, aby dráha vedla určité množstvo prúdu, použitie hrubšej medi znamená, že môžete dráhu spraviť užšiu, čím ušetríte miesto na doske.
• Tepelná manažment: Meď je výborná pri odvádzaní tepla. Viac medi pôsobí ako väčší chladič, ktorý zabraňuje prehriatiu vašich citlivých komponentov.
• Mechanická odolnosť: Hrubšia meď zvyšuje pevnosť plôšiek a otvorov, čo znamená, že vaša doska je menej náchylná na poškodenie počas montáže, keď sa komponenty zasúvajú a spájajú.
• Spoľahlivosť za zaťaženia: Keď nastanú náročné podmienky – ako napríklad prepätia alebo stále striedanie zohrievania a chladenia dosky – hrubšia vrstva medi je odolnejšia. Menej pravdepodobné je jej prasknutie, odlupovanie alebo prehoranie.

Štandardné hrúbky medi v priemysle dosiek plošných spojov

Štandardné hmotnosti medi používané v priemysle dosiek plošných spojov sú zvyčajne 0,5 unce, 1 unca, 2 unce, 3 unce a 4 unce medi na štvorcový stopu, pričom 1 unca medi je štandardná pre väčšinu dosiek plošných spojov.

Tabuľka typických hrúbok medi:

Tabuľka hrúbky medi: Porovnanie 1 oz a 2 oz medi na doskách plošných spojov

Jednou z najčastejších otázok je rozdiel medzi 1 oz a 2 oz mede pri návrhu dosiek plošných spojov . Tu je prehľadné porovnanie:

1 unca vs. 2 unce: Ktorú si vybrať?

• 1 unca medi : Je ideálna pre každodenné použitie — ako napríklad väčšina digitálnych obvodov, smerovanie signálov a dosky s nízkym výkonom ’je štandard z dobrého dôvodu.
• 2 oz medi : Zasiahne, keď sa veci začnú komplikovať — my ’hovoríme o vysokom výkone, veľkom prúde alebo doskách, ktoré sa hrejú a potrebujú lepšie rozvádzanie tepla.
• Keď si ’- Nie, nie. porovnávanie medzi 1 oz a 2 oz medí , nezabudni ’ len na prúd. Opýtaj sa sám seba: Koľko priestoru mám? Aké sú moje rozpočtové možnosti? A ako malé musia byť moje spoje? Pretože hrubšia meď môže ušetriť priestor, ale môže stáť viac a obmedziť jemné detaily. ’hrúbka medi: 1 oz oproti 2 oz medi na doskách plošných spojov

Vplyv hrúbky medi na návrh dosky plošných spojov

The Impact of Copper Weight on PCB Design

• hrúbka medi 1 oz je váš univerzál. Je ideálny pre väčšinu digitálnych dosiek, ako je Arduino alebo Raspberry Pi, a je tiež najlepšou voľbou pre pružný plošný spoj alebo keď do malého priestoru zabudujete veľa komponentov.
• hrúbka medi 2 oz je váš odborník na výkon. Toto budete chcieť použiť pri náročných úlohách —veci ako obvody napájania , systémy riadenia batérií alebo obvody na riadenie motorov.
• The Medené dosky plošných spojov zvyčajne , zatiaľ čo 1 oz je štandardná voľba, väčšina výrobcov umožňuje jednoduchú aktualizáciu na 2 oz alebo dokonca 3 oz medi pre hrubá meď pCBs.

Rozdiel v hrúbke medi v praxi

• Tu je najväčšia výhoda: zdvojnásobenie z 1 unce na 2 unca hrúbka medi znamená, že môžete zmenšiť šírku drôtu na polovicu a stále bude prenášať rovnaké množstvo prúdu. To predstavuje obrovskú úsporu miesta pri vedení výkonu!
• Ale existuje háčik... keďže hrúbka medi sa zvyšuje . Keď ju použijete, pravidlá výrobcu pre minimálna veľkosť prvku šírku a vzdialenosť drôtov sa zväčšujú. Takže ušetríte na šírke, ale môžete stratiť možnosť realizovať veľmi jemné detaily s vysokou hustotou.

Výber vhodnej hrúbky medi pri návrhu dosky plošných spojov -2

Tipy na výber správnej hmotnosti medi (pokračovanie)

Analyzujte celkové rozloženie prúdu:

Použite online kalkulačku šírky drôtených spojov, aby ste zistili, aký prúd bude každý spoj prenášať. Musíte prispôsobiť svoju Hrúbku medi na DPS najvyššiemu prúdu, inak sa vaše spoje môžu prehriať alebo spôsobiť pokles napätia.

Vyhodnoťte šírku spojov a priestor na doske:

Ak zhustíte veľa komponentov do malého priestoru, prechod z 1 unca medi do 2 oz medi je klasickým krokom. Umožňuje vám použiť užšie spoje pre vysokovýkonové vedenia a uvoľniť cenný priestor pre ostatné prvky.

Zvážte hrúbku dosky a vrstvenie:

• • Nezabudnite, že hrubšiu medenú vrstvu pridať k celkovému prehľadu vášho hrúbka dosky . V komplexných viacvrstvových doskách je bežné kombinovať rôzne typy. Môžete použiť rôzne hrúbky medi v unciach na vonkajších vrstvách pre jemné, vysokorýchlostné signály a potom použiť hrubú, 2-uncovú meď na vnútornej vrstve ako vyhradenú napájaciu rovinu.

Posúďte požiadavky na tepelné riadenie:

Meď je váš integrovaný chladič. Ak stavíte niečo ako pole jasných LED alebo výkonné obvody , používanie dosky s 2-uncovou medenou vrstvou môžu zdvojnásobiť vašu chladiacu schopnosť a ušetriť vaše komponenty pred prepálením.

Pochopte montáž a cenové dôsledky:

• • Tu je háčik: hrubšia meď stojí viac. Spotrebuje viac surovín a je zložitejšia na presné leptanie vo výrobe. Preto si položte otázku: potrebujem hrubú meď všade, alebo len na niekoľkých kľúčových miestach? Použitie 1 unce ako štandardnej hrúbky medi štandardná hmotnosť medi je oveľa lacnejšia a jednoduchšia na výrobu.

Odkazujte sa na normy IPC:

Ak máte pochybnosti, skontrolujte Normu IPC-2221 . Je to priemyselná príručka, ktorá vám presne určuje, akú širokú musí byť dráha pre daný prúd a hrúbku medi, aby ste mali istotu, že váš návrh je bezpečný a spoľahlivý.

Tipy pre návrh DPS pri určovaní a používaní hrúbky medi

Odporúčané postupy pre hrúbku medi pri usporiadaní DPS

• Špecifikujte hrúbku hotového medi: Toto je dôležité. Keď hovoríte „2 unce medi“, vždy upresnite, či máte na mysli počiatočnú hrúbku fólie alebo hotovú hmotnosť medi po celom procese platenia. Ide o rôzne hodnoty a musíte sa uistiť, že obidve strany rozumieme rovnako.
• Medený výplň pre zem / napájanie: Nenechávajte na doske veľké prázdne plochy. Vyplňte tieto oblasti medenými plôškami pripojenými k zemi. Tým získate veľmi pevné uzemnenie a zároveň funkciu integrovaného chladiča.
• Použite paralelné dráhy: Ak máte cestu s veľmi vysokým prúdom, namiesto jednej obrovskéj, extrémne širokej dráhy skúste rozdeliť prúd do niekoľkých menších, paralelných dráh. Je to spoľahlivejšie a lepšie rozkladá teplo.
• Implementujte termálne prechody (vias): Máte horúci komponent? Umiestnite pod jeho termálnu plošku veľa malých prechodov (nazývame ich termálne prechody). Tým v podstate vytvoríte diaľnicu na odvádzanie tepla do vnútorných vrstiev alebo na spodnú stranu dosky.
• Plášťovanie okrajov a odkrytá meď: Pri náročných vysokofrekvenčných doskách môžete pridať medené pláštenie na okraji dosky alebo nechať meď odkrytú na určitých miestach. To môže pomôcť pri ochrane pred elektromagnetickým rušením (EMI).
• Hrúbka medi je zvyčajne: Tu je zlaté pravidlo: jednoducho sa držte štandardnej hrúbka medi 1 oz pokiaľ nemáte naozaj dobrý dôvod —ako veľa tepla alebo obrovský prúd —aby ste použili hrubšiu. Je to lacnejšie, jednoduchšie na výrobu a vyhovuje pre 90 % všetkých návrhov .

Výroba dosiek plošných spojov: Medená fólia, pláštenie a normy

Ako sa dosahuje hrúbka mediálnej fólie

Najprv sa začína s tenkými listami Medené fólie a laminujú ich na holý dosku. Tým získate základnú vrstvu —východiskovú hmotnosť, napríklad 1 uncu.

Potom použijú tento Medené pokovovanie proces na postupné navrstvenie medi na konkrétne miesta, najmä vo vnútri otvorov (to sú prechodky). To výrazne posilní elektrické spojenia cez dosku a môže zvýšiť celkovú hrúbku v určitých oblastiach.

Štandardná hrúbka medi je u väčšiny DPS 1 unca medi na celom obvode. Ak však zadáte 2 oz medi , natavia medenú vrstvu tak, aby sa dosiahla požadovaná hrúbka. Po celý čas pritom neustále kontrolujú hrúbku, aby boli istotu, že je v súlade so špecifikáciou.

Dôsledky pre montáž DPS

Hrubšia medená vrstva je pri spájkovaní náročná! Pretože pohlcuje teplo, montér musí použiť agresívnejšie chemikálie a zvýšiť teplotu spájkovania, aby dosiahol kvalitné spojenie.

Tu je háčik: ten dodatočný teplo môže byť riskantný. Môže poškodiť tenšie a citlivejšie spoje na iných častiach dosky.

Takže moja najdôležitejšia rada? Ak vaša doska kombinuje rôzne hrúbky medi, musíte o tom vopred informovať svoju montáž PCB výrobňu. Dajte im vedieť, aby mohli upraviť svoj proces a náhodou neprepáliť vašu konštrukciu.

Často kladené otázky (FAQ) o hrúbke medi pri návrhu dosiek plošných spojov

Q: Aké sú hlavné výhody 1 unce medi oproti 2 unciam medi pri návrhu DPS?

A: Predstavte si 1 uncu ako bežnú, štandardnú voľbu — on ’je lacnejšia, skvele funguje pre väčšinu digitálnych obvodov a umožňuje vytvárať veľmi jemné spoje. Vybrali by ste si ’keď potrebujete prenášať viac výkonu, lepšie odvádzať teplo alebo len chcete, aby bola doska odolnejšia okolo prvkov ako napájací konektor. 2 oz medi keď potrebujete prenášať viac výkonu, lepšie odvádzať teplo alebo len chcete, aby bola doska odolnejšia okolo prvkov ako napájací konektor.

Q: Odkiaľ viem, či potrebujem hrubšiu meď?

A: Ak zadáte údaje do kalkulačky šírky stopy a zistíte, že vaše stopy s hrúbkou 1 oz budú prehrievané alebo budú mať príliš veľký pokles napätia, je čas zvážiť použitie 2 oz. Rovnako tak, ak sa vaša doska počas prevádzky zahreje, dôverujte svojmu inštinktu (a matematike) a použite hrubšiu meď. ’dôverujte svojmu inštinktu (a matematike) a použite hrubšiu meď. — dôverujte svojmu inštinktu (a matematike) a použite hrubšiu meď.

Q: Aká je štandardná hrúbka medi pre vonkajšie vrstvy DPS?

A: Väčšina dosiek používa 1 oz, ale ak staviate niečo náročné na výkon, pre vonkajšie vrstvy je tiež veľmi bežná hrúbka 2 oz. Pre naozaj náročné aplikácie niektoré návrhy používajú ešte hrubšiu meď. ’a: Väčšina dosiek používa 1 oz, ale ak staviete niečo náročné na výkon, pre vonkajšie vrstvy je tiež veľmi bežná hrúbka 2 oz. Pre naozaj náročné aplikácie niektoré návrhy používajú ešte hrubšiu meď.

Q: Môžem vo viacvrstvových doskách miešať rôzne hrúbky medi?

A: Absolútne! V skutočnosti je to pri viacvrstvových doskách celkom bežné. Môžete mať tenkú meď pre citlivé signály na jednej vrstve a hrubšiu meď pre napájaciu rovinu na inej.

Q: Ako ovplyvňuje hrúbka medi návrh flexibilných DPS a flexibilných obvodov?

A: Pri flexibilných DPS je lepšia tenšia meď — zvyčajne sa držíme 0,5 oz alebo 1 oz medi. Hrubšia meď sa neohýba dobre a môže prasknúť, preto sa vo väčšine flexibilných aplikácií vyhýbame jej použitiu.

Otázka: Čo ak mám na doske plošných spojov nadbytok medi?

Odpoveď: Áno, v skutočnosti ak umiestnite veľké plné výplne medi bez plánovania, môže dôjsť k deformácii dosky počas montáže alebo k nerovnomernému ohrevu. Vždy sa snažte vyvážiť množstvo medi vo vrstvách a pri pripájaní k ploškám použite tepelné izolácie.

Záver: Dôležitosť správnej voľby hmotnosti medi

Takže na záver, výber vášho vhodnej hrúbky medi v návrhu DPS je celé o rovnováhe.

Používanie štandardnej 1 unca medi hrúbky medi je pevnou a nákladovo úspornou voľbou pre pravdepodobne 90 % projektov. Ale keď pracujete s vysokým výkonom alebo sa komponenty začínajú zahrievať, je čas prejsť na hrúbka medi 2 oz alebo dokonca ťažšiu meď. Nie je to len o tom, aby to fungovalo, —je to o tom, aby to bolo bezpečné, spoľahlivé a odolné.

Medené dosky plošných spojov sú základom všetkého, čo elektronicky vyrábame. Porozumenie tomu, ako spolu súvisia hrúbka medi , usporiadanie vrstiev dosky a vaše skutočné požiadavky, je to, čo premieňa projekt zo stavu „funkčný“ na „absolútne výnimočný“.

Takže či sa len rozhodujete medzi 1 unca vs 2 unce medi , alebo unca vs 2 unce medi na doske plošných spojov , nezabudnite: nech vás vodími sú pravidlá štandardov a trocha matematiky, a nemôžete sa mýliť.