Věděli jste, že vaše deska plošných spojů funguje lépe a vydrží déle, když zvolíte správnou tloušťku mědi? Špatná volba tloušťky může vést k selhání vašeho projektu kvůli nedostatečnému toku proudu. Co tedy přesně znamená tloušťka mědi 1 unce (1 g) pro tento účel? Je to nezbytný termín pro inženýry, konstruktéry a výrobce, protože ovlivňuje, jak dobře vaše deska plošných spojů zvládá energii, odvádí teplo a pracuje efektivně. Chcete-li vybrat vhodnou tloušťku mědi pro váš projekt, začněte tím, že se seznámíte s tloušťkou mědi 1 unce (XNUMX g) v tomto vysvětlení, které zahrnuje její definici, metody měření a důležitá kritéria výběru. Ať už jste v oblasti návrhu desek plošných spojů nováčkem, nebo se chcete dozvědět více, projděte si níže uvedené sekce, abyste získali základní informace o tloušťce mědi XNUMX unce (XNUMX g).
Co je 1 unce mědi?
Jak název napovídá, tloušťka mědi 1 unce znamená nanesení tenké vrstvy měděného materiálu na plochu jedné čtvereční stopy. Pokud to spočítáme, tloušťka mědi 1 unce se rovná 35 mikronům a převede se na 0.035 milimetru i 1.4 mil.
Nyní, když znáte převody a základy, vás možná zajímá, kdo používá standardní měděnou desku o hmotnosti 1 g. Obvykle se používá jako vrchní vrstva pro základní materiál, jako je FR4. Proč? Protože poskytuje obvodu dostatečnou vodivost pro přenos nízkého až středního proudu bez nadměrného zatížení odporem.
Navíc použití měděného vodiče o tloušťce 1 g (1 oz) nabízí výhodu přenosu elektrického proudu přes zařízení bez zahřívání a zvyšování vnitřních teplot. Měděný vodič o tloušťce 1 g (4 oz) obvykle unese elektrický proud alespoň 10 ampéry s mírným zvýšením teploty o pouhých XNUMX °C.
Jak silná je 1 unce mědi?
Z matematického hlediska je 1 unce mědi v podstatě 0.035 mm. Pokud vás zajímá, jak je to možné, zde je pro vás jednoduchý rozbor.
1 oz/ft² znamená, že 1 unce mědi pokrývá jednu čtvereční stopu plochy.
Pro výpočet tloušťky:
● Hustota mědi je 8.96 g / cm³.
● 1 unce (oz) = 28.3495 gramů.
● 1 čtvereční stopa = 929.03 cm².
● Použití vzorce pro výpočet tloušťky:
Nyní dosadíme hodnoty:
Kromě tloušťky 1 unce (XNUMX g) se můžete setkat i s dalšími variantami. Například široce používané tloušťky mědi jsou:
● 1 unce mědi = 0.035 mm (35 µm)
● 2 unce mědi = 0.070 mm (70 µm)
● 3 unce mědi = 0.105 mm (105 µm)
Pro zjednodušení je zde tabulka tloušťky mědi, která vysvětluje různé tloušťky mědi a jejich převody na milimetry, mikrometry a milly.
|
Hmotnost mědi (oz/ft²)
|
Tloušťka (mm)
|
Tloušťka (µm)
|
Tloušťka (mil)
|
|
0.5 oz
|
0.0175 mm
|
17.5 μm
|
0.7 mil
|
|
1 oz
|
0.035 mm
|
35 μm
|
1.37 mil
|
|
2 oz
|
0.070 mm
|
70 μm
|
2.74 mil
|
|
3 oz
|
0.105 mm
|
105 μm
|
4.11 mil
|
|
4 oz
|
0.140 mm
|
140 μm
|
5.48 mil
|
|
5 oz
|
0.175 mm
|
175 μm
|
6.85 mil
|
Klíčové vlastnosti mědi o hmotnosti 1 unce
1g mědi v deskách plošných spojů (PCB) poskytuje rovnováhu mezi tloušťkou a vodivostí vhodnou pro většinu standardních aplikací. Pojďme se podívat na některé klíčové vlastnosti 1g mědi.
1. Elektrická vodivost
Návrhy obvodů výrazně těží z 1 unce mědi, protože výjimečně dobře přenáší elektřinu. Například 1 unce mědi zajišťuje spolehlivý elektrický tok přes stopy na desce plošných spojů a zvládá až 20 ampérů, což zajišťuje správné fungování vašeho návrhu. V tomto ohledu tři hlavní faktory určují, jak dobře bude fungovat. Jaké to jsou?
1. Jeho současná nosnost
2. Šířka stopy
3. Velikost odporu a teplotní posuny
2. Tepelná vodivost
Další důležitou vlastností mědi o tloušťce 1 g je její velmi poddajná, tedy perfektní tepelná vodivost. Desky plošných spojů (PCB) se s nimi dobře uplatňují pro odvod tepla a udržení vyvážené tepelné stability v náročných provozních podmínkách. Při tloušťce 1 g je dostatečný odvod tepla, aby se zabránilo tepelnému přetížení desek plošných spojů, a úrovně PCB udržují tyto součástky v nedestruktivních teplotních limitech.
3. Mechanická robustnost
Naším hlavním kritériem při výběru správné tloušťky desky plošných spojů je její mechanická stabilita. Volbou mědi o tloušťce 1 g získáte klid, protože to posiluje výkon obvodu a zároveň zajišťuje mechanickou pevnost pro odolné konstrukce. Materiál si zachovává své pružné vlastnosti a spolehlivou schopnost odolávat fyzické síle. Navíc s deskami o tloušťce 1 g mědi vaše zařízení odolávají velkému množství koroze a rzi. Pro dodatečnou ochranu je však nutné použít pájecí masky a bezproudové pokovování.
4. Cenová efektivita a všestrannost
Z finančního hlediska je 1g měď levnou alternativou pro výrobu desek plošných spojů. Její výkon je skvělý a cenově dostupný. Navíc je často standardní volbou pro většinu průmyslových aplikací. 1g měď je tak všestranná, že ji lze použít pro přenos signálu, napájení a uzemňovací systémy, které řeší různé potřeby návrhářů desek plošných spojů ve všech odvětvích.
Měděné závaží 1 unce vs. jiné měděné závaží
Pojďme nyní porovnat různou hmotnost mědi spolu s jejich nosností a využitím měny.
|
Vzhled
|
1 unce mědi
|
2 unce mědi
|
|
Tloušťka
|
35 µm (0.035 mm)
|
70 µm (0.070 mm)
|
|
Aktuální přepravní kapacita
|
Používají se pro středně náročné aplikace. Vhodné pro většinu obvodů s nízkým až středním výkonem.
|
Vysoký; ideální pro obvody vyžadující vyšší proud.
|
|
Tepelné řízení
|
Standardní odvod tepla; dostatečný pro běžné použití.
|
Vynikající odvod tepla; zabraňuje přehřátí.
|
|
Stát
|
Ekonomický; široce používaný ve standardních aplikacích.
|
Vyšší náklady kvůli zvýšené spotřebě materiálu.
|
|
Používání
|
Spotřební elektronika, univerzální desky plošných spojů.
|
Napájecí zdroje, průmyslová zařízení a automobilová elektronika
|
Úvahy o návrhu desek plošných spojů s 1 oz mědi
Pro dosažení maximálního výkonu, účinnosti a spolehlivosti měděných desek plošných spojů o hmotnosti 1 g je nutné splnit určité požadavky. Abyste tyto konstrukční potřeby zvládli, měli byste vyhodnotit návrh spojů, tepelnou manipulaci, strukturu vrstev a výrobní hranice. Níže jsou uvedeny klíčové konstrukční aspekty, které je třeba mít na paměti:
1. Šířka stopy a proudová kapacita
Šířka vodičů obvykle určuje, kolik proudu může vaše zařízení bezpečně přenášet, aniž by se přehřálo. Pokud mluvíme o mědi o hmotnosti 1 g, můžete snadno použít kalkulačky šířky vodičů (založené na normách IPC-2221), abyste si zajistili dostatečnou kapacitu. Pokud si však stále nejste jisti, zde je obecné rozložení. Pro vodič o šířce 1 mm na mědi o hmotnosti 1 g zvládne vodič přibližně 3.2 A při zvýšení teploty o 10 °C. Důležitou roli hraje také rozteč vodičů. Ty udržují dostatečnou rozteč mezi vodiči, aby se zabránilo zkratům nebo jiskření, zejména u vysokonapěťových konstrukcí.
2. Integrita signálu
Při práci s vysokorychlostními obvody ovlivňuje 1 g mědi jak kvalitu signálu, tak stabilitu přenosové cesty. Při výrobě vysoce výkonných RF součástek musí konstruktéři zkoumat, jak rozměry stop a dielektrické materiály ovlivňují impedanci. V takovém případě vytváří jednotná vrstva mědi pravidelné výkonové výsledky napříč celou deskou.
3. Vícevrstvé stohování desek plošných spojů
Použití mědi o tloušťce 1 g umožňuje umístit více vrstev desky plošných spojů (PCB) bez ovlivnění jejich výkonu nebo trvanlivosti. Správné umístění vrstev pomocí mědi o tloušťce 1 g zabraňuje pohybu desky plošných spojů a chrání kvalitní výkon. Pokud například chcete provést 4vrstvé skládání, můžete provést následující:
1. Vrchní vrstva (signál)
2. Uzemňovací rovina
3. Napájecí rovina
4. Spodní vrstva (signál)
4. Úvahy o leptání
Leptání se obvykle provádí za účelem odstranění zbytečné mědi, která vytváří elektrické dráhy. Při použití 1 g mědi je tedy třeba mít na paměti následující body:
1. Používejte rozměry stop, se kterými váš výrobce desek plošných spojů bez problémů pracuje. Tenčí stopy, než jsou povolené specifikace, se buď rozštěpí, nebo zeslabí nad přijatelné hodnoty.
2. Odhadněte faktor leptání, který ukazuje, jak moc tloušťka mědi ovlivňuje šířku boční eroze stopy. Pro 1 unci mědi je standardní faktor leptání obvykle kolem 2:1.
3. Navrhněte své stopy širší než je jejich konečná velikost, aby vyhovovaly potřebám výrobního procesu.
5. Via Designs
Průchodky sice pomáhají spojovat vrstvy desek plošných spojů, ale vytvářejí nežádoucí odpor, který vyžaduje pečlivou kontrolu návrhu. Při použití měděného závaží o hmotnosti 1 g je tedy nutné k propojení každé vrstvy použít metodu pokoveného průchozího otvoru (PTH). Umístěním mnoha průchodek kolem kritických oblastí a zemnících vodičů můžete také zlepšit stínění proti elektromagnetickému rušení a chladicí výkon a zároveň snížit počet elektrických smyček.
Proč je tloušťka mědi důležitá při návrhu desek plošných spojů?
Zvolená tloušťka mědi určuje celkový elektrický proud, který vodiče zařízení zvládnou. Silná měděná konstrukce zabraňuje přehřátí desky a zároveň udržuje stabilní elektrický výkon. Tenké vrstvy, například tloušťka mědi 1 g při vysokých úrovních výkonu, vedou při použití v návrhu systému k přehřátí součástek a snížení účinnosti systému. Naopak, obvody s vysokým výkonem pracující na vysokých frekvencích potřebují pevné měděné vrstvy o tloušťce nad XNUMX g, aby se dosáhlo dostatečného odvodu tepla a udržely se bezpečné provozní teploty.
Vyšší hmotnost mědi v deskách plošných spojů zvyšuje odolnost produktu vůči každodennímu namáhání a extrémním silám, které by mohly potenciálně přerušit obvod. Větší tloušťka mědi ve vysokofrekvenčních signálových cestách zabraňuje degradaci signálu a udržuje úroveň elektrického odporu díky sníženým ztrátám a stabilním charakteristikám cesty. Jako konstruktér můžete vytvářet ideální elektrická spojení a navrhovat návrhy splňující normy, když vyberete vhodnou tloušťku desek plošných spojů pro vaše desky plošných spojů. Norma IPC-2221 stanoví minimální hodnoty tloušťky mědi, aby byl zajištěn spolehlivý výkon ve specifikovaných aplikacích.
Jak vybrat správnou tloušťku mědi pro vaši desku plošných spojů
Tloušťka mědi na vaší desce plošných spojů určuje, jak dobře bude deska fungovat a jak vydrží, a zároveň ovlivňuje rozpočet vašeho projektu. Tloušťka mědi měřená v oz/ft² určuje, jak dobře deska plošných spojů zvládá proud a jak efektivně přenáší teplo. Zde je návod, jak se správně rozhodnout:
1. Začněte analýzou toho, co vaše deska plošných spojů musí dělat.
Prostudujte si, jak plánujete používat desku plošných spojů. Průmyslová a napájecí zařízení potřebují silnější měď, protože silnější materiál zabraňuje přehřívání při provozu s vysokým proudem. Menší výkonová zařízení potřebují na svých deskách méně mědi, zatímco zařízení pro zpracování signálu mají nízké nároky na měď.
2. Zvažte řízení teploty
Silnější měděné vrstvy napomáhají efektivnějšímu uvolňování tepla u elektroniky, která pracuje v extrémních teplotních situacích a náročných pracovních podmínkách. Silnější měď udržuje desku plošných spojů v pořádku a zároveň zabraňuje poškození součástek.
3. Vyvážte náklady a proveditelnost
Zvýšený výkon silnější mědi negativně ovlivňuje jak výrobní cenu, tak i obtížnost výroby. Zkontrolujte, zda váš projekt potřebuje výhody silnější mědi k ospravedlnění zvýšených nákladů.
4. Prostudujte si specifikace návrhu
Přizpůsobte tloušťku mědi požadavkům na velikost vodičů a mezeru v provedení pro vaši desku plošných spojů. Spolupracujte s výrobcem na výběru tloušťky desky plošných spojů, která odpovídá jeho výrobním možnostem a splňuje stávající průmyslová pravidla.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Výběr optimální hmotnosti mědi závisí na nalezení výkonnostních potřeb, které odpovídají finančním limitům. Většina aplikací může efektivně fungovat se základním standardem 1 unce mědi. Konstrukce, které vyžadují vyšší výkon a frekvenci, potřebují silnější vrstvy mědi, aby dosáhly svých specifikací. Pokud tedy pro své projekty potřebujete 1 unci mědi, zavolejte nám ještě dnes a získejte nejlepší dostupné cenové nabídky.
