độ dày đồng 1 oz | Độ dày PCB: Hướng dẫn đầy đủ về trọng lượng đồng trên PCB

Giới thiệu

Vậy, bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao độ dày đồng PCB lại quan trọng? Hoặc có thể bạn đang phân vân giữa việc sử dụng đồng 1 oz hay 2 oz cho bo mạch của mình? Tin tôi đi, bạn không phải là người duy nhất. Độ dày của lớp đồng là một trong những chi tiết cơ bản nhưng khá gây nhầm lẫn trong thiết kế PCB.

Việc lựa chọn giữa đồng 1 oz và 2 oz không chỉ đơn thuần là về khả năng chịu dòng điện của bo mạch. Nó thực sự ảnh hưởng đến nhiều yếu tố khác—như đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu, độ bền cơ học của bo mạch, chi phí sản xuất, và thậm chí là tuổi thọ sản phẩm.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ phân tích chi tiết mọi điều bạn cần biết về độ dày đồng trên mạch in (PCB). Chúng tôi sẽ giải thích 'độ dày đồng tính bằng ounce (oz)' nghĩa là gì, tại sao độ dày đồng 1 oz thường là tiêu chuẩn được lựa chọn, và khi nào thì nên tăng lên độ dày 2 oz hoặc thậm chí sử dụng các mạch in có lớp đồng dày (heavy copper PCBs). Chúng tôi sẽ đi qua các ví dụ thực tế, chia sẻ một số mẹo sản xuất hữu ích và cung cấp các biểu đồ minh họa để làm rõ vấn đề. Dù bạn đang chỉ mới thử nghiệm hay thiết kế sản phẩm cần xử lý công suất lớn, chúng tôi đều hỗ trợ bạn đầy đủ.

Hiểu Về Độ Dày Đồng Trên Mạch In & Trọng Lượng Đồng

Vì vậy, khi chúng ta nói về độ dày của lớp đồng trong một tấm mạch in, chúng ta đang nói về lượng đồng được phủ lên bảng để tạo thành các đường mạch và các điểm nối nhỏ. Trong ngành công nghiệp PCB, chúng ta thường không chỉ đơn thuần nói 'milimét'. Thay vào đó, chúng ta sử dụng một đơn vị cổ điển: ounce trên foot vuông, hay viết tắt là 'oz'. Nghe có vẻ kỳ lạ, nhưng thực tế nó bắt nguồn từ khối lượng đồng được trải ra trên một diện tích nhất định.

Độ Dày Đồng "1 oz" Là Gì?

• độ dày đồng 1 oz phù hợp với hầu hết các tuyến tín hiệu và truyền tải điện năng vừa phải. Hãy hình dung một tấm đồng có trọng lượng đúng bằng một ounce và kích thước một foot vuông. Đó chính là độ dày đồng 1 oz.
• Nếu bạn đo độ dày của tấm đồng đó, nó sẽ khoảng 35 micron (hoặc 35 micrômét). Đây là độ dày tiêu chuẩn, được sử dụng phổ biến cho khoảng 90% các bo mạch hiện nay. Nó rất lý tưởng cho hầu hết các tín hiệu thông thường và mức công suất vừa phải.

Tại Sao Lại Dùng Ounce Thay Vì Chỉ Dùng Độ Dày?

• Thành thật mà nói, đây là một thói quen trong ngành đã tồn tại từ những ngày xưa. Trước đây, việc mua và đo lường đồng theo trọng lượng dễ dàng hơn.
• Điều tuyệt vời là hiện nay mọi công cụ của mọi người đều được thiết lập phù hợp với cách này. Tất cả các máy tính giúp xác định độ rộng cần thiết của đường mạch để dẫn một dòng điện nhất định đều sử dụng đơn vị 'oz'. Vì vậy, hiện tại điều này thực sự làm cho công việc trở nên dễ dàng hơn.
• Nhưng với tư cách là một kỹ sư thiết kế, bạn phải ghi nhớ cả hai con số—trọng lượng đồng và độ dày thực tế tính bằng mm—để các thiết kế và mô phỏng của bạn được chính xác.

Độ Dày Đồng Trong Thiết Kế PCB: Những Nguyên Tắc Cơ Bản

Tại Sao Độ Dày Đồng Lại Quan Trọng

Vì vậy, độ dày của lớp đồng về cơ bản đặt ra các quy tắc cho những gì bo mạch của bạn có thể và không thể làm. Hãy hình dung như thế này:

• Khả năng dẫn dòng điện: Lớp đồng càng dày giống như một con đường rộng hơn dành cho dòng điện. Nó có thể dẫn được nhiều dòng điện hơn trước khi bắt đầu quá nhiệt.
• Chiều rộng đường mạch đồng: Nếu bạn cần một đường mạch dẫn một lượng dòng điện nhất định, việc sử dụng đồng dày hơn có nghĩa là bạn có thể làm cho đường mạch đó hẹp hơn, tiết kiệm diện tích trên bo mạch.
• Quản lý nhiệt: Đồng rất tốt trong việc tản nhiệt. Nhiều đồng hơn hoạt động như một tản nhiệt lớn hơn, giúp các linh kiện nhạy cảm của bạn không bị cháy.
• Độ bền cơ học: Đồng dày hơn làm cho các miếng đệm và lỗ chắc chắn hơn, nghĩa là bảng mạch của bạn ít có khả năng bị hư hại trong quá trình lắp ráp khi các linh kiện được đẩy vào và hàn lại.
• Độ tin cậy dưới áp lực: Khi điều kiện trở nên khắc nghiệt—như các đợt tăng điện áp, hoặc bảng mạch liên tục nóng lên và nguội đi—lớp đồng dày hơn sẽ bền bỉ hơn. Nó ít có khả năng bị nứt, bong tróc hoặc cháy hỏng.

Các độ dày đồng tiêu chuẩn trong ngành PCB

Các mức trọng lượng đồng tiêu chuẩn được sử dụng trong ngành công nghiệp PCB thường là 0,5 oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz và 4 oz đồng trên mỗi ft², với đồng 1 oz là tiêu chuẩn đối với phần lớn các bảng mạch PCB.

Bảng các độ dày đồng thông dụng:

Bảng độ dày đồng: So sánh mạch in đồng 1 oz và 2 oz

Một trong những câu hỏi phổ biến nhất là sự khác biệt giữa đồng 1 oz và 2 oz trong thiết kế mạch in . Dưới đây là bảng so sánh dễ tham khảo:

đồng 1 oz so với 2 oz: Bạn nên chọn cái nào?

• đồng 1 oz : Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hàng ngày — như hầu hết các mạch kỹ thuật số, dẫn tín hiệu và các bo mạch công suất thấp. Nó ’là tiêu chuẩn vì một lý do.
• đồng 2 oz : Nó phát huy tác dụng khi tình hình trở nên nghiêm trọng — chúng tôi ’chúng ta đang nói về công suất cao, dòng điện lớn, hoặc các bo mạch hoạt động nóng và cần khả năng tản nhiệt tốt hơn.
• Khi bạn ’th so sánh giữa đồng 1 oz và 2 oz , đừng ’chỉ nghĩ đến dòng điện. Hãy tự hỏi: Tôi có bao nhiêu không gian? Ngân sách của tôi là bao nhiêu? Và kích thước dây dẫn của tôi cần nhỏ đến mức nào? Vì đồng dày hơn có thể tiết kiệm không gian nhưng có thể tốn kém hơn và hạn chế các chi tiết tinh xảo. ’chỉ nghĩ đến dòng điện. Hãy tự hỏi: Tôi có bao nhiêu không gian? Ngân sách của tôi là bao nhiêu? Và kích thước dây dẫn của tôi cần nhỏ đến mức nào? Vì đồng dày hơn có thể tiết kiệm không gian nhưng có thể tốn kém hơn và hạn chế các chi tiết tinh xảo.

Trọng lượng đồng: So sánh đồng 1 oz và đồng 2 oz trên bo mạch PCB

Tác động của trọng lượng đồng đến thiết kế PCB

• độ dày đồng 1 oz là lựa chọn phổ thông. Nó hoàn hảo cho hầu hết các bo mạch số, như Arduino hoặc Raspberry Pi, và cũng là lựa chọn tốt nhất cho bo mạch PCB Linh hoạt hoặc khi bạn đang nhồi nhét nhiều linh kiện vào một không gian nhỏ.
• độ dày đồng 2 oz là chuyên gia về nguồn điện. Bạn sẽ cần thứ này cho những công việc khó khăn —những thứ như mạch nguồn , hệ thống quản lý pin, hoặc các mạch điều khiển động cơ.
• The PCB đồng thường , trong khi 1 oz là mặc định, hầu hết các nhà sản xuất đều cho phép nâng cấp dễ dàng lên độ dày đồng 2 oz hoặc thậm chí 3 oz cho đồng dày pCBs.

Sự Khác Biệt Về Độ Dày Đồng Trong Thực Tế

• Đây là lợi ích lớn nhất: Tăng gấp đôi từ 1 oz lên 2 độ dày đồng có nghĩa là bạn có thể giảm một nửa chiều rộng của đường mạch và nó vẫn dẫn được lượng dòng điện như cũ. Đó là cách tiết kiệm không gian rất lớn cho các đường dẫn công suất!
• Nhưng có một điều cần lưu ý... khi độ dày đồng tăng lên . Khi bạn sử dụng, các quy tắc về kích thước đặc điểm tối thiểu chiều rộng và khoảng cách đường mạch của nhà sản xuất sẽ lớn hơn. Vì vậy, bạn tiết kiệm được không gian về chiều rộng, nhưng có thể mất khả năng thực hiện các chi tiết siêu mịn, mật độ cao.

Lựa chọn Độ dày Đồng Phù Hợp trong Thiết kế PCB -2

Mẹo Chọn Trọng lượng Đồng Phù Hợp (tiếp theo)

Phân tích Phân bố Dòng Điện Tổng:

Sử dụng máy tính chiều rộng theo dõi trực tuyến để xem mỗi dấu vết sẽ mang bao nhiêu điện. Anh cần phải phù hợp với Độ dày đồng PCB đến dòng điện cao nhất, nếu không dấu vết của bạn có thể quá nóng hoặc làm cho điện áp của bạn giảm.

Đánh giá Trace Width và Board bất động sản:

Nếu bạn đang chật chội rất nhiều vào một khu vực nhỏ, chuyển từ đồng 1 oz đến đồng 2 oz là một động thái cổ điển. Nó cho phép bạn sử dụng các dấu vết mỏng hơn cho các đường dây điện cao, giải phóng bất động sản quý giá cho mọi thứ khác.

Xem xét độ dày và đắp chồng bảng:

• • Hãy nhớ rằng, lớp đồng dày hơn thêm vào tổng số của bạn độ dày tấm . Trong các bảng mạch phức tạp, nhiều lớp, việc kết hợp linh hoạt là phổ biến. Bạn có thể sử dụng độ dày đồng khác nhau tính theo ounce ở các lớp ngoài cho các tín hiệu tốc độ cao tinh tế, và sau đó dùng đồng dày 2 ounce ở lớp trong chỉ để làm mặt phẳng nguồn chuyên dụng.

Đánh giá nhu cầu quản lý nhiệt:

Đồng chính là bộ tản nhiệt tích hợp của bạn. Nếu bạn đang thiết kế một mảng đèn LED sáng mạnh hoặc các mạch công suất cao , sử dụng bảng mạch in đồng 2 ounce có thể tăng gấp đôi khả năng làm mát và bảo vệ các linh kiện không bị quá nhiệt.

Hiểu rõ tác động đến lắp ráp và chi phí:

• • Đây là điểm quan trọng: đồng dày hơn sẽ tốn kém hơn. Nó sử dụng nhiều vật liệu thô hơn và khó ăn mòn chính xác hơn tại nhà máy. Vì vậy, hãy tự hỏi: tôi có thực sự cần đồng dày ở mọi nơi, hay chỉ ở một vài vị trí then chốt? Hãy tiếp tục dùng 1 ounce làm tiêu chuẩn chung của bạn trọng lượng đồng tiêu chuẩn rẻ hơn nhiều và dễ sản xuất hơn.

Tham khảo các Tiêu chuẩn IPC:

Khi nghi ngờ, hãy kiểm tra tiêu chuẩn IPC-2221 đây là cuốn sách hướng dẫn của ngành, cho bạn biết chính xác độ rộng cần thiết của đường mạch ứng với dòng điện và trọng lượng đồng nhất định, để bạn đảm bảo thiết kế của mình an toàn và đáng tin cậy.

Mẹo Thiết kế PCB cho Việc Chỉ Định và Sử Dụng Độ Dày Đồng

Các Thực Hành Tốt Nhất cho Độ Dày Đồng trong Bố Trí PCB

• Chỉ Định Độ Dày Đồng Thành Phẩm: Điều này rất quan trọng. Khi bạn nói "đồng 2 oz", hãy luôn làm rõ đó là độ dày lá đồng ban đầu hay độ dày trọng lượng đồng hoàn thiện sau khi mạ xong tất cả. Chúng khác nhau, và bạn cần đảm bảo rằng cả hai bên đang hiểu giống nhau.
• Đổ đồng cho Mass/Nguồn: Đừng để các khoảng trống lớn trên bo mạch của bạn. Hãy đổ đầy những khu vực đó bằng đồng nối mass. Điều này mang lại kết nối mass cực kỳ chắc chắn và hoạt động như một tản nhiệt tích hợp.
• Sử dụng các đường nối song song: Nếu bạn có đường dẫn dòng điện rất lớn, thay vì tạo một đường nối khổng lồ và siêu rộng, hãy thử chia nó thành một vài đường nối nhỏ hơn, song song với nhau. Cách này đáng tin cậy hơn và phân tán nhiệt tốt hơn.
• Thực hiện via nhiệt: Có linh kiện nóng không? Hãy đặt một loạt các via nhỏ (chúng tôi gọi là via nhiệt) ngay dưới đế tản nhiệt của linh kiện. Điều này về cơ bản tạo thành một tuyến đường cao tốc để dẫn nhiệt xuống các lớp bên trong hoặc mặt dưới của bo mạch.
• Mạ viền và đồng để trần: Đối với các bo mạch tần số cao khó xử lý, bạn có thể thêm lớp mạ đồng ở mép bo mạch hoặc để đồng trần ở một số vị trí nhất định. Điều này có thể giúp chắn nhiễu điện từ (EMI).
• Độ dày đồng thường là: Dưới đây là quy tắc vàng: hãy cứ tuân theo tiêu chuẩn độ dày đồng 1 oz trừ khi bạn có lý do thực sự chính đáng —như lượng nhiệt lớn hoặc dòng điện cực cao —để tăng độ dày. Nó rẻ hơn, dễ sản xuất hơn và phù hợp với 90% các thiết kế .

Sản xuất PCB: Lá đồng, mạ và tiêu chuẩn

Cách đạt được độ dày lá đồng

Trước tiên, họ bắt đầu với những tấm Lá đồng và ép chúng lên bảng trống. Điều đó tạo ra lớp cơ sở của bạn —trọng lượng ban đầu của bạn, ví dụ như 1 oz.

Sau đó, họ sử dụng phương pháp này Mạ đồng để tích tụ đồng ở những vị trí cụ thể, đặc biệt là bên trong các lỗ (đó là các via). Điều này làm cho các kết nối xuyên suốt mạch chắc chắn hơn và có thể làm tăng độ dày tổng thể ở một số khu vực nhất định.

Độ dày đồng tiêu chuẩn đối với hầu hết các mạch in (PCB) là 1 oz đồng ở mọi nơi. Nhưng nếu bạn yêu cầu đồng 2 oz , họ sẽ mạ thêm để đạt được độ dày mục tiêu đó. Và trong suốt quá trình, họ liên tục kiểm tra độ dày để đảm bảo đúng thông số kỹ thuật.

Ảnh hưởng đến việc lắp ráp PCB

Đồng dày rất khó hàn! Vì nó hấp thụ nhiệt mạnh, bên lắp ráp có thể phải sử dụng hóa chất mạnh hơn và tăng nhiệt độ hàn để tạo ra mối nối tốt.

Vấn đề ở đây là: nhiệt độ cao hơn này có thể gây rủi ro. Nó có thể làm hư hại các đường mạch mỏng và nhạy cảm hơn ở những phần khác của bảng mạch.

Vì vậy, lời khuyên hàng đầu của tôi? Nếu bảng mạch của bạn sử dụng các độ dày đồng khác nhau, bạn bắt buộc phải thông báo cho nhà sản xuất của bạn lắp ráp PCB nhà trước thời gian. Báo trước cho họ để họ có thể điều chỉnh quy trình và không vô tình làm hỏng thiết kế của bạn.

Các Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ) về Độ Dày Đồng trong Thiết Kế Mạch In (PCB)

Câu hỏi: Những lợi thế chính của đồng 1 oz so với đồng 2 oz trong thiết kế PCB là gì?

Trả lời: Hãy coi 1 oz là lựa chọn thông dụng hàng ngày — nó ’rẻ hơn, hoạt động tốt trong hầu hết các ứng dụng kỹ thuật số, và cho phép bạn tạo các đường in rất mảnh. Bạn ’sẽ chọn đồng 2 oz khi bạn cần truyền tải nhiều công suất hơn, tản nhiệt tốt hơn, hoặc chỉ đơn giản là muốn bo mạch bền hơn ở những khu vực như đầu nối nguồn.

Câu hỏi: Làm cách nào để biết khi nào cần dùng đồng dày hơn?

Trả lời: Nếu bạn tính toán bằng công cụ tính chiều rộng đường in và thấy rằng các đường in 1 oz sẽ bị quá nhiệt hoặc sụt áp quá mức, thì đã đến lúc cân nhắc dùng đồng 2 oz. Ngoài ra, nếu bo mạch của bạn nóng lên trong quá trình hoạt động ’thì cũng nên xem xét dùng đồng dày hơn — hãy tin vào trực giác của bạn (và cả con số) và chọn loại dày hơn.

Câu hỏi: Độ dày đồng tiêu chuẩn cho các lớp PCB bên ngoài là bao nhiêu?

Câu trả lời: Hầu hết các mạch đều dùng 1 oz, nhưng nếu ’bạn đang chế tạo thiết bị tiêu thụ công suất lớn, thì 2 oz cũng rất phổ biến cho các lớp bên ngoài. Đối với những ứng dụng thực sự nặng, một số thiết kế còn sử dụng độ dày lớn hơn nữa.

Câu hỏi: Tôi có thể kết hợp các độ dày đồng khác nhau trên bảng mạch nhiều lớp được không?

Câu trả lời: Hoàn toàn được! Thực tế điều này khá phổ biến trong các bảng mạch nhiều lớp. Bạn có thể dùng đồng mỏng cho các tín hiệu nhạy trên một lớp, và đồng dày cho mặt nguồn trên lớp khác.

Câu hỏi: Độ dày đồng ảnh hưởng thế nào đến thiết kế mạch in linh hoạt (PCB uốn dẻo) và mạch dẻo?

Câu trả lời: Với PCB linh hoạt, đồng mỏng hơn sẽ tốt hơn — chúng tôi thường dùng đồng 0,5 oz hoặc 1 oz. Đồng dày không uốn cong tốt và dễ nứt, vì vậy chúng tôi tránh dùng trong hầu hết các ứng dụng linh hoạt.

Câu hỏi: Nếu tôi có quá nhiều đồng trên PCB của mình thì sao?

A: Ừ, thực tế là như vậy. Nếu bạn đổ lượng đồng đặc lớn mà không lên kế hoạch, điều này có thể khiến bo mạch bị cong vênh trong quá trình lắp ráp hoặc gây ra hiện tượng nóng không đều. Luôn cố gắng cân bằng lượng đồng giữa các lớp và sử dụng vùng giải nhiệt khi nối với các pad.

Kết luận: Tầm quan trọng của việc lựa chọn trọng lượng đồng phù hợp

Vì vậy, cuối cùng thì, việc chọn độ dày đồng phù hợp trong thiết kế PCB đều xoay quanh sự cân bằng.

Việc tuân theo tiêu chuẩn đồng 1 oz là lựa chọn hợp lý và tiết kiệm chi phí cho khoảng 90% các dự án. Nhưng khi bạn xử lý các ứng dụng công suất lớn hoặc khi thiết bị bắt đầu nóng lên, đó là lúc bạn cần chuyển sang dùng độ dày đồng 2 oz hoặc thậm chí là đồng nặng hơn. Đây không chỉ đơn thuần là làm cho mạch hoạt động —mà là đảm bảo sự an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ lâu dài.

PCB đồng là nền tảng của mọi thứ chúng tôi xây dựng về điện tử. Việc nắm rõ cách mà trọng lượng đồng , cấu trúc lớp mạch và nhu cầu thực tế của bạn phối hợp với nhau chính là yếu tố đưa một dự án từ "nó hoạt động" thành "nó thực sự tuyệt vời."

Vì vậy, dù bạn chỉ đang cố gắng lựa chọn giữa 1 oz so với 2 oz đồng , hoặc oz so với 2 oz đồng pcb , hãy luôn nhớ: hãy để các quy tắc tiêu chuẩn và một chút toán học dẫn đường, và bạn chắc chắn sẽ không sai lầm.