1 oz Kopparstyrka | PCB-styrka: Den ultimate guiden till PCB-kopparvikter

Introduktion

Så, har du någonsin undrat över varför koppertjocklek på kretskortet egentligen spelar roll? Eller kanske funderar du på om du ska använda 1 oz eller 2 oz koppar för din krets? Lita på mig, du är inte ensam. Koppartjocklek är en av de grundläggande – men lite förvirrande – detaljerna inom PCB-design.

Valet mellan 1 oz och 2 oz koppar handlar inte bara om hur mycket effekt din krets kan hantera. Det påverkar faktiskt många andra saker också – till exempel hur du säkerställer signalintegritet, hur tålig din krets är, hur mycket den kostar, och till och med hur länge den kommer att hålla.

I den här guiden går vi igenom allt du behöver veta om koppertjocklek i kretskort. Vi förklarar vad "koppertjocklek i uns" ens betyder, varför 1 uns koppar vanligtvis är standardvalet, och när det är lämpligt att välja 2 uns koppertjocklek – eller till och med använda kretskort med hög koppertäckning. Vi går igenom praktiska exempel, delar med oss tillverkningstips och inkluderar några användbara diagram för att göra allt tydligt. Oavsett om du bara utvecklar prototyper eller bygger något som ska hantera betydande effekt, har vi dig täckt.

Förståelse av kretskorts koppertjocklek och kopparvikt

När vi pratar om koppartjocklek i en koppartjocklek handlar det egentligen om hur mycket koppar som applicerats på plattan för att skapa alla små banor och kontakter. I PCB-industrin säger vi vanligtvis inte bara 'millimeter'. Istället använder vi denna gamla enhet: uns per kvadratfot, eller 'oz' för kort. Det låter konstigt, men det kommer bokstavligen från vikten av koppar spridd över en viss yta.

Vad är "1 oz koppartjocklek"?

• 1 oz koppartjocklek är lämplig för de flesta signalvägar och måttlig strömförsörjning. Tänk dig ett kopparplåt som väger exakt en uns och är en fot gånger en fot i storlek. Det är 1 oz koppar.
• Om du mätte hur tjock denna plåt är skulle den vara ungefär 35 mikrometer (eller 35 mikron). Det är standardtjockleken, den vanligaste varianten, för ungefär 90 % av alla kretskort därute. Den är perfekt för de flesta vanliga signaler och en lagom mängd effekt.

Varför använda uns istället för bara tjocklek?

• Ärligt talat är det lite av en branschvan som har hängt kvar från gamla dagar. Det var enklare att köpa och mäta koppar i vikt på den tiden.
• Det coola är att nu är alla verktyg inställda för detta. Alla miniräknare som berättar hur bred en spår ska vara för en viss mängd ström använder 'oz.' Så egentligen underlättar det livet idag.
• Men som konstruktör måste du ha båda siffrorna i huvudet – kopparvikten och den faktiska tjockleken i mm – så att dina konstruktioner och simuleringar blir exakta.

Koppartjocklek i PCB-konstruktion: Grunden

Varför koppartjocklek är avgörande

Så, hur tjock kopparn är styr i grunden reglerna för vad din krets kan och inte kan göra. Tänk så här:

• Strömbärande kapacitet: Tjockare koppar är som en bredare motorväg för elektricitet. Den kan leda mycket mer ström innan den börjar överhettas.
• Kopparspårets bredd: Om du behöver att ett spår ska leda en viss mängd ström innebär användning av tjockare koppar att du kan göra spåret smalare, vilket sparar plats på din krets.
• Termisk hantering: Koppar är utmärkt på att leda bort värme. Mer koppar fungerar som en större kylfläns, vilket förhindrar att dina känsliga komponenter går sönder.
• Mekanisk styrka: Tjockare koppar gör ytor och hål starkare, vilket innebär att din kretskort är mindre benäget att skadas under monteringen när komponenter sätts in och löds.
• Pålitlighet under påfrestande förhållanden: När förhållandena blir hårda – till exempel vid strömstötar eller när kretskortet hela tiden värms upp och svalnar – är tjockare koppar mer motståndskraftigt. Det är mindre benäget att spricka, flagna eller brinna ut.

Standardmässiga koppartjocklekar i kretskortsindustrin

Standardmässiga kopparvikter som används i kretskortsindustrin är vanligtvis 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz och 4 oz koppar per kvadratfot, där 1 oz koppar är standard för stora delen av alla kretskort.

Tabell över typiska koppartjocklekar:

Koppartjocklekstabell: Jämförelse mellan 1 oz och 2 oz koppar PCB

En av de vanligaste frågorna är skillnaden mellan 1 oz och 2 oz koppar i pcb-design . Här är en lättillgänglig jämförelse:

1 oz eller 2 oz: Vilket ska du välja?

• 1 oz koppar : Det är ditt första val för vardagliga applikationer — som de flesta digitala kretsar, signalledning och låg-effekt-kort. Det ’är standard av en anledning.
• 2 oz koppar det går in när det blir allvarligt. — vi ’vi pratar om hög effekt, kraftig ström eller brädor som är heta och behöver bättre värmefördelning.
• När du ’för jämförelse mellan 1 oz och 2 oz koppar - Jag är inte rädd. ’tänk inte bara på strömmen. Fråga dig själv: Hur mycket utrymme har jag? Vad är det? ’är det min budget? Hur små måste mina spår vara? Eftersom tjockare koppar kan spara plats, men det kan kosta mer och begränsa detaljerna.

Kopparvikt: 1 oz vs 2 oz Koppar PCB

Kopparviktens inverkan på PCB-design

• 1 oz kopparstjocklek är din allround-lösning. Den är perfekt för de flesta digitala kretsar, som till exempel Arduino eller Raspberry Pi, och är också det bästa valet för flexibla PCB eller när du packar många komponenter i ett litet utrymme.
• 2 oz koppartjocklek är din specialist på effekt. Du vill ha denna för tunga uppgifter —saker som strömförsörjningskretsar , batterihanteringssystem eller kretsar som styr motorer.
• Den Kopparförstärkta kretskort vanligtvis , medan 1 oz är standard, gör de flesta tillverkare det enkelt att uppgradera till 2 oz eller till och med 3 oz koppar för tjock koppar pCB-kort.

Koppartjockleksskillnad i praktiken

• Här är den största fördelen: Att fördubbla från 1 oz till 2 oz koppartjocklek betyder att du kan halvera bredden på en ledning och den kommer ändå bära samma mängd ström. Det är en enorm platsbesparing för strömslingor!
• Men det finns ett villkor... när koppartjockleken ökar . När du använder det, blir tillverkarens minsta funktionsstorlek regler för ledningsbredd och avstånd större. Så du sparar plats i bredd, men kan förlora möjligheten att göra extremt fina, högdensitetsdetaljer.

Välja lämplig koppartjocklek i PCB-design -2

Tips för att välja rätt kopparviktt (fortsättning)

Analysera total strömfördelning:

Använd en online spårbreddsberäknare för att se hur mycket ström varje spår kommer att bära. Du måste anpassa din Koppertjocklek på kretskortet till den högsta strömmen, annars kan dina spår överhettas eller orsaka spänningsfall.

Utvärdera spårbredd och kretskortsyta:

Om du packar mycket i ett litet område är det en klassisk åtgärd att byta från 1 oz koppar till 2 oz koppar tunnare kopparlager till tjockare kopparlager. Det gör att du kan använda smalare spår för dina högeffektledningar, vilket frigör värdefull yta till allt annat.

Ta hänsyn till kretskortets tjocklek och lageruppbyggnad:

• • Kom ihåg att tjockare kopparlager läggs till den totala tjockleken på ditt brädets tjocklek . I komplexa, flerskiktade bräder är det vanligt att kombinera olika alternativ. Du kan använda olika koppartjocklekar i oz på ytterskikten för fina, höghastighetssignaler och sedan använda tjockt, 2 oz koppar på ett mellanskikt som en dedikerad strömförsörjningsplan.

Utvärdera behovet av värmeledning:

Koppar är din inbyggda kylfläns. Om du bygger något som en ljusstark LED-array eller högprestandakretsar , med användning av 2 oz koppar pcbs kan dubbla din kylförmåga och rädda dina komponenter från att överhettas.

Förstå konsekvenserna för montering och kostnad:

• • Här är kicken: tjockare koppar kostar mer. Det använder mer råmaterial och är svårare för fabriken att exakt etsera. Så fråga dig själv: behöver jag tjock koppar överallt, eller bara på ett fåtal nyckelplatser? Att hålla sig till 1 oz som din standardkopparviktt är mycket billigare och enklare att tillverka.

Referera till IPC-standarder:

När du är osäker, kontrollera IPC-2221-standard . Det är branschens regelbok som talar om exakt hur bred en banbana ska vara för en given ström och kopparviktt, så att du vet att din design är säker och pålitlig.

Tips för PCB-design vid angivande och användning av koppartjocklek

Bästa metoder för koppartjocklek i PCB-layout

• Ange färdig koppartjocklek: Detta är en stor sak. När du säger "2 oz koppar", klargör alltid om du menar startfoljens tjocklek eller färdig kopparvikt efter all plätering. De är olika, och du måste se till att ni är överens.
• Kopparutfyllnad för jordning/ström: Lämna inte stora tomma ytor på din krets. Fyll dessa områden med koppar ansluten till jord. Det ger dig en extremt stabil jordanslutning och fungerar som en inbyggd kylfläns.
• Använd parallella spår: Om du har en väg med mycket hög ström, försök istället för att göra ett enda stort, extra brett spår dela upp den i flera mindre, parallella spår. Det är mer pålitligt och sprider värmen bättre.
• Implementera termiska viahål: Har du en komponent som blir varm? Placera ett antal små viahål (vi kallar dem termiska viahål) direkt under dess termiska yta. Det skapar i princip en motorväg för att transportera värme ner till mellanliggande lager eller baksidan av kretskortet.
• Kantplätering och exponerat koppar: För komplicerade högfrekventa kort kan du lägga till kopparplätering på kanterna eller lämna koppar exponerad på vissa ställen. Detta kan hjälpa till att skärma mot elektromagnetisk störning (EMI).
• Koppartjocklek är vanligtvis: Här är gyllene regeln: håll dig helt enkelt till standard 1 oz kopparstjocklek om du inte har ett väldigt bra skäl —som mycket värme eller extrem ström —att gå för tjockare. Det är billigare, enklare att tillverka och fungerar för 90 % av alla konstruktioner .

PCB-tillverkning: kopparfolie, plätering och standarder

Så här uppnås kopparfolietjocklek

Först börjar man med tunna plåtar av Kopparfolier och laminera dem på den nakna plattan. Det ger dig baslagret —din utgångsvikt, till exempel 1 oz.

Därefter använder de denna Kopparbeläggning process för att bygga upp kopparn i specifika områden, särskilt inuti hålen (det är vialedningarna). Det gör anslutningarna genom kretskortet mycket starkare och kan öka den totala tjockleken i vissa områden.

Standard koppartjocklek för de flesta PCB:ar är 1 oz koppar överallt. Men om du anger 2 oz koppar kommer de att plätera upp det för att nå måltjockleken. Under hela processen kontrolleras tjockleken ständigt för att säkerställa att den håller specifikationen.

Konsekvenser för PCB-montering

Tjockare koppar är svårt att löda! Eftersom det suger åt sig värme kan monteraren behöva använda starkare kemikalier och höja lödvärmen för att få en bra lötning.

Här kommer problemet: den extra värmen kan vara riskfylld. Den kan skada de tunnare, mer känsliga ledningarna på andra delar av kretskortet.

Så mitt första tips? Om din krets har olika kopparvikter, måste du berätta det för ditt pCB-montering hus i förväg. Ge dem en förvarning så att de kan anpassa sin process och inte oavsiktligt förstöra din design.

Vanliga frågor (FAQ) om koppartjocklek i PCB-design

F: Vilka är de främsta fördelarna med 1 oz koppar jämfört med 2 oz koppar i PCB-design?

S: Tänk på 1 oz som din vanliga allt-i-ett-lösning — iT ’den är billigare, fungerar utmärkt för de flesta digitala applikationer och låter dig skapa mycket fina spår. Du ’skulle välja 2 oz koppar när du behöver transportera mer effekt, hantera värme bättre, eller helt enkelt vill att kretskortet ska vara mer slitstarkt, särskilt runt saker som strömanslutningar.

F: Hur vet jag om jag behöver tjockare koppar?

S: Om du räknar med en spårbreddsberäknare och ser att dina 1 oz-spår skulle överhettas eller få en för stor spänningsdrop ’s är dags att överväga 2 oz. Även om din krets känns varm under drift — lita på din känsla (och matematiken) och välj tjockare.

Q: Vad är standardkoppeltjocklek för yttre PCB-lager?

A: De flesta kretsar använder 1 oz, men om du ’bygger något kraftkrävande är 2 oz mycket vanligt även för yttre lager. För riktigt tunga tillämpningar går vissa design ännu tjockare.

Q: Kan jag blanda koppeltjocklekar i flerskiktskretsar?

A: Absolut! Det är faktiskt ganska vanligt i flerskiktskretsar. Du kan ha tunn koppar för känsliga signaler på ett lager och tjock koppar för ett strömskikt på ett annat.

Q: Hur påverkar koppeltjocklek designen av flexibla PCB och flexibla kretsar?

A: För flex-PCB är tunnare bättre – vi håller oss vanligtvis till 0,5 oz eller 1 oz koppar. Tjockare koppar böjer sig dåligt och kan spricka, så vi undviker det i de flesta flexibla tillämpningar.

Q: Vad gör jag om jag har överskott av koppar på min PCB?

A: Ja, faktiskt. Om du lägger stora, ihåliga kopparytor utan planering kan det få kretskortet att vrida sig under monteringen eller orsaka ojämn uppvärmning. Försök alltid att balansera kopparen över lager och använd termiska avbrott vid anslutning till padar.

Slutsats: Vikten av att välja rätt koppartjocklek

Så, i slutändan handlar valet av din lämpliga koppartjocklek i PCB-design om balans.

Att hålla sig till standard 1 oz koppar är ett solitt och kostnadsbesparande val för ungefär 90 % av projekten. Men när du hanterar hög effekt eller när det börjar bli hett, då går du upp till 2 oz koppartjocklek eller till och med tyngre koppar. Det handlar inte bara om att få det att fungera —det handlar om att göra det säkert, pålitligt och byggt för att vara beständigt.

Koppar-PCB:n är grunden för allt vi bygger elektroniskt. Att förstå hur kopparvikten , kretskortsuppbyggnaden och dina faktiska behov hänger ihop är vad som för ett projekt från "det fungerar" till "det är helt fantastiskt."

Så oavsett om du bara försöker välja mellan 1 oz vs 2 oz koppar , eller oz vs 2 oz koppar kretskort , kom ihåg: låt standardreglerna och lite matematik vara din vägledning, så kan du inte göra fel.