1 oz debelina bakra | Debelina tiskane vez: Popolni vodnik po utežeh bakra na tiskanih vezih

Uvod

Torej, ali ste se kdaj spraševali, zakaj debelino bakra na tiskanem vezju na tiskani vez dejansko pomembna? Morda pa poskušate odločiti med uporabo 1 oz ali 2 oz bakra za svojo ploščo? Verjemite mi, niste edini. Debelina bakra je ena izmed tistih osnovnih, a nekoliko zavajajočih podrobnosti pri načrtovanju tiskanih vez.

Izbira med 1 oz in 2 oz bakra ni le vprašanje zmogljivosti vaše plošče. Vpliva tudi na številne druge stvari – na primer kako zagotoviti integriteto signala, kako trdna je vaša plošča, koliko stane in celo kako dolgo bo trajala.

V tem priročniku vam razložimo vse, kar morate vedeti o debelini bakra na tiskanih vezjih. Pregledali bomo, kaj sploh pomeni izraz »teža bakra v uncah«, zakaj je 1 oz bakra običajno privzeta standardna vrednost in kdaj je smiselno preiti na 2 oz debeline bakra – ali celo uporabiti plošče s težkim bakrom. Proučili bomo primerne primere iz vsakdanje prakse, delili nekaj notranjih nasvetov za proizvodnjo ter dodali koristne grafe, da bi vse postalo čim bolj jasno. Ne glede na to, ali izdelujete prototip ali napravo, ki mora prenašati visoke moči, smo vam pripravljeni pomagati.

Razumevanje debeline bakra na tiskanih vezjih in teže bakra

Ko govorimo o debelini bakra v debelini bakra, imamo torej v mislih količino bakra, ki je nanašena na ploščo, da bi naredili vse tiste majhne sledi in ploščice. V industriji tiskanih vezij običajno ne rečemo samo 'milimetri'. Namesto tega uporabljamo starinski enoti: unče na kvadratni čevelj, ali krajše 'oz'. Zveni čudno, a dobesedno izhaja iz teže bakra, razpršenega po določenem območju.

Kaj je "1 oz debelina bakra"?

• 1 oz debelina bakra je primerna za večino signalnih poti in zmerno porabo energije. Predstavljajte si list bakra, ki tehta natanko eno unčo in meri en čevelj krat en čevelj. To je 1 oz bakra.
• Če bi izmerili, kako debelo je to ploščo, bi bilo približno 35 mikronov (ali 35 mikronov). To je standardna, najpogostejša debelina za verjetno 90 % vseh tiskanih vezij. Popolnoma ustreza za večino navadnih signalov in za zmerno porabo moči.

Zakaj uporabljati unče namesto samo mere debeline?

• Pošteno povedano, to je nekakšna navada v industriji, ki se je ohranila iz starih časov. Takrat je bilo preprosteje kupovati in meriti baker po teži.
• Pozitivna stran je, da so sedaj vsi orodji nastavljeni za to. Vsi kalkulatorji, ki vam povejo, kako širok naj bo tir za določeno količino toka, uporabljajo 'oz.' Torej to dejansko olajša delo.
• Ampak kot načrtovalec morate imeti v glavi obe številki – težo bakra in dejansko debelino v mm – da bodo vaši načrti in simulacije popolni.

Debelina bakra v načrtovanju tiskanih vezij: osnove

Zakaj je debelina bakra pomembna

Torej, debelina bakra določa pravila za to, kar vaša plošča lahko in ne more narediti. Predstavljajte si to tako:

• Nosilna sposobnost toka: Debelejši baker je kot širša avtocesta za elektriko. Lahko prenese veliko več toka, preden se začne pregrevati.
• Širina bakrenega traku: Če potrebujete trak, ki prenese določeno količino toka, vam omogoča uporaba debelejšega bakra, da naredite trak ožjega, s čimer prihranite prostor na plošči.
• Upravljanje toploto: Baker je odličen za odvajanje toplote. Več bakra deluje kot večji hladilnik, zaradi česar se vaše občutljive komponente ne bodo pregorele.
• Mehanska moč: Debelejši baker naredi ploščice in odprtine trdnejše, kar pomeni, da je manj verjetno, da se bo plošča poškodovala med sestavljanjem, ko se komponente vstavljajo in zavarujejo.
• Zanesljivost pri obremenitvi: Ko pride do težav – na primer sunkov toka ali stalnega segrevanja in hlajenja plošče – je debelejši baker bolj odporen. Manj verjetno je, da bi pocikal, odlusil se ali izgorel.

Standardne debeline bakra v industriji tiskanih vezij

Standardne mase bakra ki se uporabljajo v industriji tiskanih vezij, so običajno 0,5 unče, 1 unča, 2 unči, 3 unče in 4 unče bakra na kvadratni čevljev, pri čemer je 1 unča bakra standardna za veliko večino tiskanih vezij.

Tabela tipičnih debelin bakra:

Tabela debeline bakra: Primerjava 1 oz in 2 oz bakrenih tiskanih vezij

Eden najpogostejših vprašanj je razlika med 1 oz in 2 oz baker pri načrtovanju tiskanih vezij . Tukaj je pregledna primerjava:

1 oz proti 2 oz: Kaj izbrati?

• 1 oz baker : Najbolj primeren za vsakodnevne aplikacije — kot so večina digitalnih vezij, usmerjanje signalov in plošče z nizko močjo ’je standard iz dobrega razloga.
• 2 unči bakra : Stopi v igro, ko postane resno — mi smo ’govorimo o visoki moči, velikem toku ali ploščah, ki delujejo vroče in potrebujejo boljše razprševanje toplote.
• Ko ’v Primerjava med 1 unčo in 2 unčama bakra , ne ’mislite le na tok. Zastavite si vprašanje: Koliko prostora imam na voljo? Kakšen je moj proračun? In kako majhne morajo biti moje sledi? Kajti debelejši bakreni sloj lahko prihrani prostor, vendar bi lahko stal več in omejil fine podrobnosti. ’je moj proračun? In kako majhne morajo biti moje sledi? Ker debelejši bakreni sloj lahko prihrani prostor, vendar bi lahko stal več in omejil fine podrobnosti.

Teža bakra: 1 unča proti 2 unči bakra na tiskanih vezjih

Vpliv teže bakra na načrtovanje tiskanih vezij

• debelina bakra 1 oz je vaš univerzalen izbor. Popoln je za večino digitalnih plošč, kot so Arduino ali Raspberry Pi, in je tudi najboljša izbira za fleksibilna tiskana vezja ali kadar v majhen prostor zatesnimo veliko komponent.
• debelina bakra 2 oz je vaš strokovnjak za moč. To boste želeli uporabiti za zahtevnejše naloge, —stvari kot so omrežja za napajanje , sistemi za upravljanje baterij ali vezji za krmiljenje motorjev.
• The Kotičaste tiskane plošče običajno , medtem ko je 1 oz privzeta vrednost, si večina proizvajalcev olajša nadgradnjo na 2 oz ali celo 3 oz bakra za težka bakrena plast pCTs.

Razlika v debelini bakra v praksi

• Tukaj je največja prednost: podvojitev iz 1 oz na 2 oz debeline bakra pomeni, da lahko razpolovite širino sledi in bo še vedno prenašala enako količino toka. To prihrani veliko prostora za napajalne poti!
• A obstaja past... saj se z naraščajočo debelino bakra proizvajalčeva pravila za najmanjša velikost elementa širino sledi in razmik povečata. Torej prihranite prostor po širini, a morda izgubite možnost izdelave zelo drobnih, visoko gostotnih podrobnosti.

Izbira ustrezne debeline bakra pri načrtovanju tiskanih vezij -2

Namigi za izbiro ustrezne debeline bakerja (nadaljevanje)

Analizirajte porazdelitev skupnega toka:

Uporabite spletni kalkulator širine trakov, da ugotovite, koliko toka bo vsak trak prenašal. Morate prilagoditi svoj Debelino bakra na tiskanem vezju najvišjemu toku, sicer se lahko vaši trakovi pregrevajo ali povzročijo padec napetosti.

Ocenite širino trakov in prostora na plošči:

Če v majhnem prostoru stisnete veliko komponent, je prehod iz 1 oz baker do 2 unči bakra klasična rešitev. Omogoča uporabo ožjih trakov za visokonapetostne vodove in s tem osvobodi dragocen prostor za ostalo.

Upoštevajte debelino plošče in sloje:

• • Ne pozabite, da je debeljši bakreni sloj dodajte skupni vrednosti vašega debelina plošče . Pri kompleksnih večplastnih ploščah je pogosto mešanje in prilagajanje. Lahko uporabite različne debeline bakra v uncih na zunanjih plasteh za občutljive signale z visoko hitrostjo, na notranji plasti pa debel bakreni sloj 2 oz zgolj kot namenski ravnini za napajanje.

Oceni potrebe po toplotnem upravljanju:

Baker je vaš vgrajeni hladilnik. Če izdelujete nekaj podobnega kot svetleči niz LED-ov ali visokonapetostna vezja , uporabite 2-oz bakrene tiskane vezje lahko podvoji vašo hladilno zmogljivost in reši komponente pred pregrevanjem.

Razumite sestavo in posledice za stroške:

• • Tu je bistvo: debelejša bakrena plast stane več. Uporablja več osnovnega materiala in jo je težje natančno izvrtati v tovarni. Zato se vprašajte: ali potrebujem debelo bakreno plast povsod ali le na nekaj ključnih mestih? Uporaba 1 oz kot standardna debelina bakra je veliko cenejša in lažja za izdelavo.

Oglejte si standarde IPC:

Ko niste prepričani, preverite Standard IPC-2221 . To je pravilnik industrije, ki vam natanko pove, kako širok mora biti sled za določen tok in debelino bakra, da bo vaš dizajn varen in zanesljiv.

Namigi za oblikovanje tiskanih vezij pri določanju in uporabi debeline bakra

Najboljše prakse za debelino bakra pri postavitvi tiskanih vezij

• Določite končno debelino bakra: To je pomembno. Ko rečete »bakrena folija 2 oz«, vedno pojasnite, ali mislite na začetno debelino folije ali končno težo bakra po zaključenem prevlečenju. To sta dve različni stvari in morate biti prepričani, da imate oba pogovornika na isti strani.
• Bakrenje za maso/napajanje: Ne pustite velikih praznih površin na plošči. Te površine poplavite z bakerjem, povezanim z maso. To zagotovi izjemno trdno spojno točko mase in deluje kot vgrajeni hladilnik.
• Uporabite vzporedne sledi: Če imate pot z zelo visokim tokom, namesto ene ogromne, izjemno široke sledi poskusite razdeliti tok na več manjših, vzporednih sledi. To je bolj zanesljivo in toploto se bolje porazdeli.
• Vključite termalne prebore: Imate vroč komponent? Postavite veliko majhnih prehodov (mi jim rečemo toplotni prehodi) ravno pod toplotno ploščico. To ustvari karavano, ki prenaša toploto do notranjih plasti ali spodnje strani plošče.
• Krompiranje roba in izpostavljeni baker: Za zahtevnejše visokofrekvenčne plošče lahko dodate bakreno krompiranje na rob plošče ali pustite baker izpostavljen na določenih mestih. To lahko pomaga pri zaščiti pred elektromagnetnimi motnjami (EMI).
• Debelina bakra je ponavadi: Tukaj je zlato pravilo: preprosto upoštevajte standardno debelina bakra 1 oz razen če imate res dober razlog —kot npr. veliko toplote ali ogromen tok —da greste na debelejši baker. Je cenejši, lažji za izdelavo in deluje za 90 % vseh konstrukcij .

Izdelava tiskanih vezij: bakerne folije, krompiranje in standardi

Kako se doseže debelina bakrene folije

Najprej vzamejo tanke plošče Bakrenih folij in jih laminirajo na osnovno ploščo. S tem dobite osnovni sloj —izhodiščno težo, na primer 1 unčo.

Nato uporabijo ta Meden plastr postopek za povečanje debeline bakra na določenih mestih, še posebej znotraj lukenj (to so prehodne odprtine). S tem se povezave skozi ploščo močno okrepijo in se lahko poveča skupna debelina na določenih področjih.

Standardna debelina bakra za večino tiskanih vezij je povsod 1 unča bakra. Če pa naročite 2 unči bakra , jo bodo prevlekli, da dosežejo želeno debelino. V celotnem postopku neprestano preverjajo debelino, da zagotovijo ujemanje z določili.

Posledice za sestavo tiskanih vezij

Debelejša bakrena plast je zares težava pri lotkanju! Ker absorbira toploto, mora sestavljač morda uporabiti močnejše kemikalije in povišati temperaturo lotkanja, da dobi dober spoj.

Tu je zajebancija: ta dodatna toplota lahko predstavlja tveganje. Lahko poškoduje tanjše, bolj občutljive sledi na drugih delih plošče.

Torej moj najpomembnejši nasvet? Če vaša plošča kombinira različne debeline bakra, morate vnaprej obvestiti svoj montaža PCB pogon. Dajte jim vedeti, da bodo lahko prilagodili postopek in ne bi nenamerno 'prepekli' vaše konstrukcije.

Pogosta vprašanja (FAQ) o debelini bakra v načrtovanju tiskanih vezij

V: Kakšne so glavne prednosti 1 oz bakra v primerjavi s 2 oz bakra v načrtovanju tiskanih vezij?

O: Razmislite o 1 oz kot vsakdanji možnosti — to ’je cenejši, odlično deluje za večino digitalnih stvari in omogoča izdelavo zelo tankih sledi. 2 oz bi izbrali ’ko morate prenašati več moči, bolje upravljati s toploto ali pa želite, da bo plošča bolj trpežna okoli stvari, kot so priključki za napajanje. 2 unči bakra ko potrebujete prenašati več moči, bolje upravljati z ogrevanjem ali pa želite, da bo plošča bolj trpežna pri stvareh, kot so priključki za napajanje.

V: Kako vem, ali potrebujem debelejšo bakreno folijo?

O: Če vstavite podatke v kalkulator širine trakov in ugotovite, da bi se vaši trakovi z debelino 1 oz pregrevati ali imeli prevelik padec napetosti, je čas ’da razmislite o uporabi 2 oz. Prav tako, če se plošča med delovanjem segreva, — zaupajte svoji notranji čutili (in matematiki) ter izberite debelejšo folijo.

V: Kakšna je standardna debelina bakrene folije za zunanje sloje tiskanih vezij?

O: Večina plošč uporablja 1 oz, vendar, če ’gradite napravo, ki potrebuje veliko moči, je 2 oz zelo pogosta tudi za zunanje sloje. Za res težke aplikacije nekateri dizajni uporabljajo celo debelejšo folijo.

V: Ali lahko pri večslojnih tiskanih vezjih mešam različne debeline bakra?

O: Seveda! V resnici je to precej pogosto pri večslojnih vezjih. Na enem sloju lahko imate tanjšo folijo za občutljive signale, na drugem pa debelejšo za ravnino napajanja.

V: Kako vpliva debelina bakra na konstrukcijo fleksibilnih tiskanih vezij in fleksibilnih vezij?

A: Za fleksibilne tiskane plošče je tanjše boljše – običajno uporabljamo baker debeline 0,5 oz ali 1 oz. Debelejši baker se ne upogiba dobro in se lahko poči, zato ga v večini fleksibilnih aplikacij izogibamo.

V: Kaj, če imam preveč bakra na svoji tiskani plošči?

A: Ja, pravzaprav. Če nanesete velike neprekinjene površine brez načrtovanja, se plošča lahko med sestavljanjem izkrivlja ali pride do neenakomernega segrevanja. Vedno poskušajte uravnotežiti baker po plasteh in uporabite toplotne izolacije pri povezovanju s ploščicami.

Zaključek: Pomen pravilne izbire teže bakra

Torej, na koncu dneva, izbira vašega ustrezne debeline bakra pri načrtovanju tiskanih plošč je vse v ravnotežju.

Uporaba standardne 1 oz baker debeline je trdna in prihrankova izbira za približno 90 % projektov. A ko imate opravka z resno močjo ali ko stvari začnejo postajati vroče, je takrat, ko preidete na debelina bakra 2 oz ali celo debelejši baker. Gre namreč ne le za delovanje —gre za to, da je varno, zanesljivo in izdelano za dolgo življenjsko dobo.

Plošče iz bakra so temelj vsega, kar izdelamo elektronsko. Razumevanje tega, kako se teža bakra , sestava plošče in vaša dejanska potreba ujemajo, je ključ, da projekt preide iz »deluje« v »odlično deluje«.

Tako ne glede na to, ali le skušate odločiti med 1 unča proti 2 unči bakra , ali unča proti 2 unči bakra plošča , samo zapomnite si: naj vas vodijo standardna pravila in malo matematike, in res ne morete zgrešiti.