¿Sabías que tu placa de circuito impreso funciona mejor y dura más cuando eliges el grosor de cobre adecuado? Elegir un grosor incorrecto podría poner en riesgo tu proyecto debido a un flujo de corriente inadecuado. Entonces, ¿qué significa exactamente un grosor de cobre de 1 oz para este propósito? Es un término indispensable para ingenieros, diseñadores y fabricantes, ya que afecta la capacidad de tu PCB para manejar la energía, disipar el calor y funcionar eficientemente. Para seleccionar el grosor de cobre adecuado para tu proyecto, empieza por aprender sobre el grosor de cobre de 1 oz a través de esta explicación que abarca su definición, métodos de medición y criterios de selección importantes. Tanto si eres nuevo en el diseño de PCB como si quieres aprender más, consulta las secciones a continuación para comprender la esencia del grosor de cobre de 1 oz.
¿Qué es 1 oz de cobre?
Como su nombre indica, 1 oz de espesor de cobre significa extender una fina capa de material de cobre sobre un pie cuadrado. Si hacemos los cálculos, 1 oz de espesor de cobre equivale a 35 micras y se convierte tanto en 0.035 milímetros como en 1.4 milésimas de pulgada.
Ahora que conoce las conversiones y los conceptos básicos, quizás se pregunte quién usa la placa de cobre estándar de 1 oz. Generalmente, se usa como capa superior para el material base, como el FR4. ¿Por qué? Porque proporciona suficiente conductividad al circuito para la transmisión de corriente baja a media sin cargas de resistencia excesivas.
Además, usar un grosor de cobre de 1 g (1 oz) le ofrece la ventaja de transferir corriente eléctrica a través de su dispositivo sin calentarse ni aumentar la temperatura interna. Generalmente, una pista de cobre de 1 mm con un grosor de cobre de 4 g (10 oz) puede soportar al menos XNUMX amperios de flujo eléctrico con un ligero aumento de temperatura de tan solo XNUMX °C.
¿Qué espesor tiene 1 oz de cobre?
En términos matemáticos, 1 oz de cobre equivale básicamente a 0.035 mm. Si te preguntas cómo es esto, aquí tienes un simple desglose.
1 onzas/pie² significa que 1 onza de cobre cubre un pie cuadrado de área.
Para calcular el espesor:
● La densidad del cobre es 8.96 g / cm³.
● 1 onza (oz) = 28.3495 gramos.
● 1 pie cuadrado = 929.03 cm².
● Utilizando la fórmula para el espesor:
Ahora, conectemos los valores:
Además del grosor de 1 oz, también se pueden encontrar otras variaciones. Por ejemplo, los grosores de cobre más utilizados son:
● 1 onzas de cobre = 0.035 mm (35 µm)
● 2 onzas de cobre = 0.070 mm (70 µm)
● 3 onzas de cobre = 0.105 mm (105 µm)
Para simplificarle las cosas, aquí hay una tabla de espesores de cobre que explica los diferentes espesores de cobre y sus conversiones a milímetros, micrómetros y molinos.
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Peso del cobre (oz/ft²)
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Espesor (mm)
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Espesor (μm)
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Espesor (milésimas de pulgada)
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0.5 oz.
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0.0175 mm
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Micras 17.5
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0.7 milésimas de pulgada
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1 oz.
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0.035 mm
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Micras 35
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1.37 milésimas de pulgada
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2 oz.
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0.070 mm
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Micras 70
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2.74 milésimas de pulgada
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3 oz.
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0.105 mm
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Micras 105
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4.11 milésimas de pulgada
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4 oz.
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0.140 mm
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Micras 140
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5.48 milésimas de pulgada
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5 oz.
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0.175 mm
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Micras 175
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6.85 milésimas de pulgada
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Propiedades clave de 1 oz de cobre
1 oz de cobre en placas de circuito impreso (PCB) proporciona un equilibrio de espesor y conductividad adecuado para la mayoría de las aplicaciones estándar. Analicemos algunas propiedades clave de 1 oz de cobre.
1. Conductividad eléctrica
Los diseños de circuitos se benefician enormemente del cobre de 1 oz, ya que transporta la electricidad excepcionalmente bien. Por ejemplo, el cobre de 1 oz proporciona un flujo eléctrico confiable a través de las pistas de la PCB, manejando hasta 20 amperios, lo que garantiza el correcto funcionamiento del diseño. En este sentido, tres factores principales determinan su buen funcionamiento. ¿Cuáles son?
1. Su capacidad de carga actual
2. Ancho de traza
3. La cantidad de resistencia y los cambios de temperatura.
2. Conductividad térmica
Otra propiedad importante del cobre de 1 oz es su gran flexibilidad, es decir, su perfecta conductividad térmica. Las PCB son muy útiles para disipar el calor y mantener la estabilidad térmica en condiciones de operación exigentes. Con un espesor de 1 oz, la disipación de calor es suficiente para evitar la sobrecarga térmica de las PCB, y sus niveles mantienen estos componentes dentro de límites de temperatura no destructivos.
3. Robustez mecánica
Nuestro criterio principal al seleccionar el grosor adecuado de la PCB es su estabilidad mecánica. Al seleccionar cobre de 1 oz, obtendrá tranquilidad, ya que mejora el rendimiento del circuito y garantiza la resistencia mecánica para diseños duraderos. El material conserva sus propiedades flexibles y su capacidad de resistir la fuerza física. Además, con placas de cobre de 1 oz de grosor, sus dispositivos pueden soportar una gran cantidad de corrosión y óxido. Sin embargo, debe aplicar máscaras de soldadura y recubrimiento químico para una protección adicional.
4. Rentabilidad y versatilidad
Desde un punto de vista económico, el cobre de 1 oz es una alternativa económica para la fabricación de PCB. Su rendimiento es excelente y asequible. Además, suele ser la opción estándar para la mayoría de los usos industriales. El cobre de 1 oz es tan versátil que puede utilizarse para la transmisión de señales, el suministro de energía y los sistemas de puesta a tierra, satisfaciendo así las diversas necesidades de los diseñadores de PCB en todas las industrias.
1 oz de cobre frente a otras pesas de cobre
Comparemos ahora los diferentes pesos de cobre junto con su capacidad de transporte de moneda y sus usos.
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Aspecto
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1 onzas de cobre
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2 onzas de cobre
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Espesor
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35 µm (0.035 mm)
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70 µm (0.070 mm)
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Capacidad de carga actual
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Se utilizan para aplicaciones moderadas. Son adecuados para la mayoría de los circuitos de baja a media potencia.
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Alto; ideal para circuitos que requieren mayor corriente.
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Transferencia térmica
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Disipación de calor estándar; suficiente para uso general.
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Disipación de calor superior; evita el sobrecalentamiento.
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Costo
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Económico; ampliamente utilizado en aplicaciones estándar.
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Mayor costo debido al mayor uso de material.
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Uso
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Electrónica de consumo, PCB de uso general.
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Fuentes de alimentación, equipos industriales y electrónica automotriz
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Consideraciones de diseño de PCB con 1 oz de cobre
Se deben cumplir ciertos requisitos para alcanzar el máximo rendimiento, eficiencia y fiabilidad de las PCB de cobre de 1 oz. Para satisfacer estas necesidades de diseño, se debe evaluar el diseño de las pistas, la gestión térmica, la estructura de capas y los límites de fabricación. A continuación, se presentan los aspectos clave de diseño a tener en cuenta:
1. Ancho de traza y capacidad de corriente
Normalmente, el ancho de pista determina la cantidad de corriente que su dispositivo puede transportar de forma segura sin sobrecalentarse. Al hablar de 1 oz de cobre, puede usar fácilmente calculadoras de ancho de pista (basadas en las normas IPC-2221) para garantizar una capacidad suficiente. Sin embargo, si aún tiene dudas, aquí tiene un desglose general. Una pista de 1 mm de ancho en 1 oz de cobre puede soportar aproximadamente 3.2 A con un aumento de temperatura de 10 °C. Además, la separación entre pistas también es importante. Mantienen una separación adecuada entre pistas para evitar cortocircuitos o arcos eléctricos, especialmente en diseños de alta tensión.
2. Integridad de la señal
Al trabajar con circuitos de alta velocidad, una onza de cobre afecta tanto la calidad de la señal como la estabilidad de la ruta de transmisión. Al fabricar componentes de RF de alto rendimiento, los diseñadores deben estudiar cómo las dimensiones de las pistas y los materiales dieléctricos afectan la impedancia. En tal caso, una capa de cobre uniforme genera un rendimiento uniforme en toda la placa.
3. Apilamiento de PCB multicapa
El uso de 1 oz de cobre permite colocar varias capas de PCB sin afectar su rendimiento ni durabilidad. La correcta colocación de las capas de cobre de 1 onza evita el movimiento de la PCB y protege su calidad. Por ejemplo, si desea realizar un apilado de 4 capas, puede hacer lo siguiente:
1. Capa superior (señal)
2. Plano de tierra
3. Plano de potencia
4. Capa inferior (señal)
4. Consideraciones sobre el grabado
Generalmente, el proceso de grabado se realiza para eliminar el cobre innecesario que genera circuitos eléctricos. Por lo tanto, al usar 1 g de cobre, tenga en cuenta lo siguiente:
1. Utilice las dimensiones de pista que el fabricante de su PCB maneja sin problemas. Las pistas más delgadas que las especificaciones permitidas se romperán o debilitarán más allá de los valores aceptables.
2. Calcule el factor de grabado que revela cuánto afecta el espesor del cobre al ancho de erosión lateral de la traza. Para 1 oz de cobre, el factor de grabado estándar suele ser de alrededor de 2:1.
3. Diseñe sus trazas más anchas que su tamaño final para satisfacer las necesidades del proceso de producción.
5. Vía diseños
Las vías ayudan a conectar las capas de la PCB, pero crean una resistencia indeseada que requiere un diseño cuidadoso. Por lo tanto, al usar una pesa de cobre de 1 g (XNUMX oz), debe usar el método de orificio pasante revestido (PTH) para conectar cada capa. Al colocar muchas vías alrededor de áreas críticas y conductores de tierra, también puede mejorar el blindaje EMI y el rendimiento de refrigeración, a la vez que reduce los bucles eléctricos.
¿Por qué es importante el espesor del cobre en el diseño de PCB?
El grosor de cobre elegido controla la corriente eléctrica total que las pistas del dispositivo pueden manejar. Un diseño de cobre grueso evita el sobrecalentamiento de la placa y mantiene estable la energía eléctrica. Las capas delgadas, como las de cobre de 1 g (½ oz) a altos niveles de potencia, provocan el sobrecalentamiento de los componentes y reducen la eficiencia del sistema cuando se utilizan en el diseño. Por el contrario, los circuitos de alta potencia que funcionan a frecuencias altas necesitan capas de cobre sólido de más de XNUMX g (XNUMX oz) de grosor para generar suficiente disipación de calor y mantener temperaturas de funcionamiento seguras.
Un mayor espesor de cobre en las PCB refuerza la resistencia del producto a las tensiones diarias y a las fuerzas extremas que podrían romper el circuito. Un mayor espesor de cobre en las rutas de señal de alta frecuencia previene la degradación de la señal y mantiene el nivel de resistencia eléctrica gracias a la reducción de pérdidas y la estabilidad de las características de la ruta. Como diseñador, puede crear conexiones eléctricas ideales y crear diseños compatibles al seleccionar los espesores de PCB adecuados para sus placas de circuito impreso. La norma IPC-2221 establece valores mínimos de espesor de cobre para garantizar un rendimiento fiable en aplicaciones específicas.
Cómo seleccionar el espesor de cobre adecuado para su PCB
El grosor del cobre en el diseño de su placa de circuito impreso determina su funcionamiento y durabilidad, además de afectar el presupuesto de su proyecto. El grosor del cobre, medido en onzas por pie cuadrado, determina la capacidad de una PCB para manejar la corriente y la eficacia con la que transporta el calor. Aquí le mostramos cómo tomar la decisión correcta:
1. Comience analizando lo que su PCB necesita hacer.
Estudie cómo planea usar su placa de circuito impreso. Los equipos industriales y de suministro de energía requieren cobre más grueso, ya que un material más grueso evita el sobrecalentamiento durante operaciones con alta corriente. Los dispositivos de menor potencia requieren menos cobre en sus placas, mientras que los equipos de procesamiento de señales requieren menos cobre.
2. Considere la gestión térmica
Las capas de cobre más gruesas facilitan la liberación de calor de forma más eficiente en dispositivos electrónicos que operan en temperaturas extremas y condiciones de trabajo rigurosas. Un cobre más grueso garantiza el correcto funcionamiento de la placa de circuito y evita daños en las piezas.
3. Equilibrar costos y viabilidad
El mayor rendimiento del cobre más grueso afecta negativamente tanto el precio de fabricación como la dificultad de producción. Compruebe si su proyecto necesita las ventajas del cobre más grueso para justificar el aumento de gastos.
4. Consultar las especificaciones de diseño
Adapte el grosor del cobre a los requisitos de diseño de su PCB en cuanto a tamaño de pista y separación. Colabore con su fabricante para elegir un grosor de PCB que se ajuste a su capacidad de producción y cumpla con las normas vigentes del sector.
Conclusión
La elección del peso óptimo del cobre depende de encontrar las necesidades de rendimiento que se ajusten a los límites de gasto. La mayoría de las aplicaciones pueden funcionar eficientemente con el estándar básico de cobre de 1 oz. Los diseños que requieren mayor rendimiento en potencia y frecuencia requieren capas de cobre más gruesas para cumplir con sus especificaciones. Por lo tanto, si necesita 1 oz de cobre para sus proyectos, llámenos hoy mismo para recibir el mejor presupuesto disponible.
