La corriente circula por las placas de circuito impreso a lo largo de sus capas de cobre. Por lo tanto, al comenzar a realizar el apilado, debe prestar atención al espesor dieléctrico de la PCB, al espesor de la placa y también al espesor del cobre de la PCB. En este artículo, comprenderá por qué es un punto importante.
Elegir un grosor de material incorrecto puede afectar significativamente el rendimiento del circuito. Sin embargo, es fundamental comprender la relación entre el peso del cobre y la transmisión de la señal.
Si está considerando diseños fuera de los valores estándar, siga leyendo este artículo. Esta información le brindará información sobre el espesor de la PCB y su importancia.
¿Qué es el espesor del cobre de la PCB?
Los fabricantes emplean un espesor estándar de cobre, generalmente de 0.5 oz/pie cuadrado o 1.0 oz/pie cuadrado, en la producción de PCB. Esta relación peso/espesor del cobre se expresa generalmente en onzas.
El peso del cobre se mide por su peso distribuido uniformemente sobre un pie cuadrado. El resultado final del espesor de la lámina de cobre será 1.37 milésimas de pulgada (0.0348 mm).
Los metalúrgicos suelen producir cobre con un espesor de aproximadamente 1 g (XNUMX oz). Sin embargo, este espesor puede sustituirse según los requisitos del proyecto.
Si bien un espesor de cobre de 1 oz suele ser suficiente para la producción de PCB, aumentarlo puede complicar el proceso de fabricación y aumentar los costos y el tiempo de producción. Sin embargo, los ingenieros suelen preferir aumentar el ancho de las pistas de cobre, ya que esto mejora la conductividad eléctrica.
Espesor común del cobre en PCB
1. 0.5 oz de espesor de cobre
2. 1 oz de espesor de cobre
3. 2 oz de espesor de cobre
4. 20 oz de espesor de cobre
0.5 Espesor de cobre en oz
El espesor de cobre de 0.5 oz se utiliza generalmente para las capas internas de las PCB y se considera una construcción no estándar. Los fabricantes aplican este espesor a petición. También puede utilizarse como peso inicial de cobre para PCB que buscan un peso final de cobre de 1 onza, especialmente para las capas internas.
1 oz de espesor de cobre
El grosor de cobre de 1 oz es el estándar para la capa interna en la mayoría de los diseños de PCB. Es adecuado para lograr pesos de cobre terminados de 1 a 2 oz. De igual manera, es el grosor inicial estándar para las capas externas que buscan un grosor de cobre terminado de 2 oz.
2 oz de espesor de cobre
Un espesor de cobre de 2 oz es una capa interna estándar, que se utiliza a menudo para las capas internas de PCB con un peso final de cobre de 3 oz. Además, este espesor también es un espesor inicial común para las capas externas de las placas PCB.
Tabla de espesores de PCB estándar
Conversión de espesor y peso de cobre para PCB:
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Peso del cobre (oz/ft²)
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Espesor del cobre (µm)
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Masa de cobre (g/m²)
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0.5 onzas/pie²
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17.5 µm
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152 g/m²
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1 onzas/pie²
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Micras 35
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305 g / m²
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2 onzas/pie²
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Micras 70
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610 g/m²
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3 onzas/pie²
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Micras 105
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915 g / m²
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Coeficientes de conversión:
· 1 onza = 28.35 g
· 1 pie = 30.48 centímetros
· 1 pie² = 0.093 m² = 930 cm²
· Densidad del cobre = 8.9 g/cm³
¿Por qué es importante el espesor del cobre de la PCB?
Los fabricantes suelen sustituir el grosor del cobre por las dimensiones de las placas de circuito impreso. El peso del cobre puede alterar drásticamente otras características de las placas.
El grosor de las trazas de cobre o sus capas contribuye a la capacidad de conducción de corriente de las PCB. Esto puede determinarse, en parte, estudiando las propiedades de grosor del cobre.
Además, el ancho de las pistas de cobre es fundamental. Esto ayuda a determinar la idoneidad del espesor del cobre para las placas con control de impedancia.
Además, las consideraciones de apilamiento incluyen el peso de la PCB, los tipos de conectores y la compatibilidad de segmentos.
¿Por qué utilizar cobre pesado?
Generalmente, se utiliza un espesor de cobre de entre 1 oz y 3 oz en el ensamblaje de placas PCB. Sin embargo, no existe una definición adecuada para el cobre pesado.
Normalmente, el cobre pesado tiene un espesor de entre 2 oz y 20 oz. Asimismo, el cobre intenso tiene un espesor de entre 24 oz y 200 oz. Los fabricantes utilizan cobre pesado por las siguientes razones:
Para crear productos compactos mediante la colocación de múltiples pesos de cobre en las mismas capas. Para soportar aplicaciones con mayor capacidad de conducción de corriente.
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Para reducir el sobrecalentamiento y los daños durante una conductividad térmica estresante.
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Mejora la supervisión térmica.
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Para pasar un mayor flujo de corriente de una capa a otra mientras se transfiere calor a una capa exterior.
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Para realizar una transmisión del planificador de alta densidad de potencia en la PCB
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Proporciona alta resistencia mecánica para conectores pesados y componentes con orificios pasantes.
Variación del espesor del cobre en las capas de PCB
Las capas de PCB suelen fabricarse con diferentes espesores de cobre. En el caso de las capas subyacentes, se utiliza un espesor de cobre de 1 g (4 oz). De igual forma, se utiliza un espesor de cobre de XNUMX g/m² (XNUMX oz/pie²) para las capas externas.
Durante la etapa de operación, la PCB puede generar un calor excesivo que puede doblar o dañar la placa PCB. Los fabricantes pueden reducir este riesgo empleando el mismo peso de cobre en capas opuestas.
El espesor del cobre permite que las placas resistan la exposición frecuente a un flujo de corriente excesivo. Garantizan la seguridad incluso bajo ciclos térmicos recurrentes.
Además, las placas de cobre pesadas pueden soportar aplicaciones en situaciones críticas. Resultan ventajosas para la producción de productos para las divisiones aeroespacial y de defensa.
¿Cómo medir el espesor del cobre?
Existen diversas técnicas que permiten medir eficazmente el espesor de las trazas de cobre. Los operadores pueden elegir los métodos adecuados para sus apilamientos.
Micrómetro
Un micrómetro se utiliza ampliamente para medir la estratificación del cobre. Es posible ubicar el cobre en la superficie. Se coloca el metal en el espacio entre el yunque y el husillo. El medidor calculará el espesor de la película de cobre y mostrará la lectura exacta.
Calibrar
Un calibrador es otra forma de medir el espesor del cobre. Asegúrese de que la lectura sea cero. Luego, coloque el cobre y mida su espesor en varios puntos para mayor precisión.
Medidor de espesor ultrasónico
Los medidores ultrasónicos calculan el espesor idéntico del cobre. Los operadores pueden elegir métodos adecuados para sus apilamientos. En esta técnica, las ondas viajan a través de la superficie del material y determinan el espesor del cobre. Se cuenta el tiempo que tardan las ondas en regresar.
Fluorescencia de rayos X
Esta técnica facilita la determinación del peso del cobre. Estas fuentes de rayos X excitan el material y miden los rayos transmitidos por las sustancias.
Cálculo de corrientes de Foucault
Esta tecnología mide recubrimientos conductores sobre cobre. Induce corrientes parásitas en el material que contribuyen a medir el espesor de la sustancia.
Aplicaciones de medición de peso
La aplicación de medición de peso también es una forma eficaz de ocuparse del cálculo de espesores. Esta aplicación puede utilizarse para medir grandes áreas que integran una densidad de cobre de aproximadamente 8.96 g/cm².
Técnicas Ópticas
Técnicas como la interferometría son óptimas para medir el espesor de capas delgadas de cobre. Generan patrones de interferencia de luz en las superficies, lo que proporciona una medición precisa del espesor.
Consideraciones de diseño para cobre pesado
· Requisitos de espaciado mínimo entre vías más elevados
· Consideraciones sobre el tamaño de la vía
· El mayor espesor de la máscara de soldadura
Requisitos de espaciado mínimo entre vías más elevados
El aumento del espesor del cobre requiere un mayor espaciamiento entre las características del cobre.
El espaciado entre pistas es importante para todos los pesos de cobre. Este paso busca reducir el riesgo de degradación y sobrecalentamiento de la señal.
Desarrollado a través del tamaño
Los circuitos integrados suelen fabricarse con cobre grueso. Estos están sujetos a la transmisión de corrientes más altas. Por lo tanto, asegúrese de que las vías puedan soportar la relación de corriente requerida. Esto debería eliminar las pérdidas resistivas excesivas.
En conjunto, las vías más grandes controlan rutas de menor impedancia para el flujo de carga eléctrica. Reducen el calentamiento resistivo y minimizan las caídas de tensión.
Por lo tanto, evalúe la elección del diseño basándose en las vías que puedan soportar eficazmente las cargas de corriente más altas. Esto permite mantener conexiones estables, dependiendo de las diferentes capas de la PCB.
El mayor espesor de la máscara de soldadura
Las máscaras de soldadura pueden tener dificultades para adherirse al cobre pesado debido a su mayor tensión superficial.
Una adhesión inadecuada de la máscara de soldadura puede provocar que se desprenda de la PCB, lo que deja el cobre expuesto y podría provocar cortocircuitos, corrosión y otros problemas inevitables.
Puedes aumentar el grosor de la máscara de soldadura para evitar estos problemas. Esto proporcionará más superficie a la que se adhieran las moléculas de la máscara.
Como Hacer Elija t¿El espesor correcto del cobre de la PCB?
El ancho de las pistas, la transmisión de la señal y la caída de tensión son factores cruciales al calcular el peso del cobre. Opte por un peso de cobre más grueso si sus placas transportan una corriente alta. Esto garantizará que las pistas de cobre no produzcan un calor excesivo.
Por consiguiente, se debe implementar un peso de cobre más delgado para reducir la inductancia de las capas. Esto contribuirá a mantener la alta integridad de la señal.
Además, se buscan contrapesos de cobre pesados por su capacidad para soportar altas cargas de corriente. Su espesor varía de 3 oz a más. Esto proporciona una gestión térmica notable.
Conclusión:
El espesor del cobre es un factor tan importante como otros parámetros al pesar el material para los requisitos de su proyecto. Se mide en onzas. Los cambios en la tabla de espesores de cobre pueden afectar el rendimiento de los circuitos electrónicos durante su funcionamiento. Se pueden implementar eficazmente diferentes espesores de cobre en la misma superficie de PCB. Sin embargo, se deben considerar varios factores durante la implementación.
