Förstå PCB-koppartjocklek och kopparvikt

Strömmen passerar genom kretskort längs deras kopparlager. Därför bör du, när du börjar dina uppgraderingar, fokusera på kretskortens dielektriska tjocklek eller kortets tjocklek och även kretskortens koppartjocklek. I den här artikeln får du veta varför det är en viktig punkt.

Att välja fel materialtjocklek kan påverka kretsens prestanda avsevärt. Det är dock viktigt att förstå sambandet mellan kopparvikt och signalöverföring.

Om du funderar på konstruktioner utanför standardvärden, fortsätt läsa den här artikeln. Denna information ger insikt i kretskortets tjocklek och dess betydelse.

Vad är PCB-koppartjocklek?

Tillverkare använder en standardtjocklek på kopparmaterial, vanligtvis 0.5 oz/kvadratfot eller 1.0 oz/kvadratfot, vid kretskortsproduktion. Denna kopparvikt till tjocklek kallas vanligtvis för ounces (uns).

Kopparvikt mäts som vikten av koppar jämnt fördelad över en kvadratfot. Det slutliga resultatet av kopparfoliens tjocklek blir 1.37 mil eller 0.0348 mm.

Metallarbetare producerar vanligtvis koppar med en tjocklek på cirka 1 ml. Denna tjocklek kan dock ersättas beroende på projektets krav.

Medan 1 grams koppartjocklek ofta är tillräcklig för kretskortsproduktion, kan en ökning av den komplicera tillverkningsprocessen och öka produktionskostnader och tid. Ingenjörer föredrar dock ofta att öka bredden på kopparspåren, eftersom detta förbättrar den elektriska ledningsförmågan.

Vanlig PCB-koppartjocklek

    1. 0.5 oz koppar tjocklek

    2. 1 oz koppar tjocklek

    3. 2 oz koppar tjocklek

    4. 20 oz koppar tjocklek

0.5 oz koppar tjocklek

En koppartjocklek på 0.5 oz används vanligtvis för interna lager i kretskort och anses vara en icke-standardkonstruktion. Tillverkare använder denna tjocklek på begäran. Den kan också användas som en utgångsvikt för koppar för kretskort och siktar på en färdig kopparvikt på 1 oz, särskilt för inre lager.

1 oz koppar tjocklek

1 g koppar är standardlagertjockleken för de flesta kretskortskonstruktioner. Det är lämpligt för att uppnå en färdig kopparvikt på 1–2 g. På liknande sätt är det standardstartvikten för koppar för externa lager med målet att uppnå en färdig kopparvikt på 2 g.

2 oz koppar tjocklek

2 oz koppartjocklek är ett standard internt lager, ofta används för interna lager i kretskort med en färdig kopparvikt på 3 oz. Dessutom är 2 oz koppartjocklek också en vanlig starttjocklek för de yttre lagren av kretskortskort.

Standard PCB-tjocklekstabell

Koppartjocklek och viktkonvertering för kretskort:

Omvandlingskoefficienter:

·   1 uns = 28.35 g

·   1 fot = 30.48 cm

·   1 ft² = 0.093 m² = 930 cm²

·   Koppardensitet = 8.9 g/cm³

Varför är PCB-koppartjocklek viktig?

Tillverkare kan vanligtvis ersätta koppartjockleken med dimensionerna på kretskort. Koppartjockleken kan drastiskt orsaka förändringar i andra egenskaper hos korten.

Tjockleken på kopparspår eller deras lager bidrar till att väga kretskortens strömbärande kapacitet. Detta kan delvis bestämmas genom att lära sig kopparns tjockleksegenskaper.

Dessutom är kopparspårens bredd avgörande. Detta bidrar till att avgöra lämpligheten av koppartjocklek för impedansstyrda kort.

Dessutom inkluderar staplingsöverväganden kretskortsvikt, kontakttyper och segmentkompatibilitet.

Varför använda tung koppar?

Vanligtvis används 1 gram till 3 gram koppar vid montering av kretskort. Det finns dock ingen lämplig definition för tung koppar.

Normalt sett varierar den tunga kopparns tjocklek från 2 g till 20 g. Likaså varierar de intensiva kopparns tjocklek från 24 g till 200 g. Tillverkare använder tung koppar av följande skäl:

För att skapa kompakta produkter genom att placera flera kopparvikter på samma lager. För att stödja större strömförande applikationer.

• För att minska överhettning och skador vid stressig värmeledningsförmåga.

• Det förbättrar termisk överblick.

• Att leda högre strömflöde från ett lager till ett annat samtidigt som värme överförs till ett yttre lager.

• För att göra överföring av hög effekttäthetsplanerare på kretskortet

• Den ger hög mekanisk hållfasthet för tunga kontakter och hålmonterade komponenter.

Varierande koppartjocklek i PCB-lager

PCB-lager tillverkas ofta med varierande koppartjocklekar. För de underliggande lagren används en koppartjocklek på 1 ml. På liknande sätt används 4 ml/kvadratfot koppar för de yttre lagren.

Under driftsfasen kan kretskortet generera överdriven värme som kan böjas eller skada kretskortet. Tillverkare kan minska denna risk. De använder samma kopparvikt i motsatta lager.

Koppartjockleken gör att korten tål frekvent exponering för otillbörligt strömflöde. De garanterar säkerhet även under återkommande temperaturcykler.

Dessutom kan tunga kopparplattor tåla tillämpningar i kritiska situationer. De är fördelaktiga för att producera resultat för flyg- och försvarsdivisionerna.

Hur mäter man koppars tjocklek?

Flera tekniker kan effektivt mäta kopparspårens tjocklek. Operatörer kan välja metoder som är lämpliga för deras uppbyggnad.

mikrometer

En mikrometer används ofta för att mäta skiktningen av kopparmaterial. Det är möjligt att placera kopparen på ytan. Placera metallen i mellanrummet mellan dess städ och spindel. Sedan beräknar mätaren koppartjockleken på filmen och visar den exakta avläsningen.

Caliper

Ett skjutmått är ett annat sätt att mäta kopparns tjocklek. Se till att avläsningen är noll. Placera sedan kopparn och mät dess tjocklek på flera punkter för noggrannhet.

Ultraljudsmätare

Ultraljudsmätarna beräknar kopparns identiska tjocklek. Operatörerna kan välja metoder som passar deras konfigurationer. I den här tekniken färdas vågorna genom materialytan och beräknar kopparns tjocklek. Den räknar den tid det tar för vågorna att återvända.

Röntgenfluorescens

Denna teknik stöder bestämning av kopparvikten. Dessa röntgenkällor exciterar materialet. De mäter strålningen som transmitteras från ämnena.

Virvelströmsberäkning

Denna teknik mäter ledande beläggningar över koppar. Den inducerar virvelströmmar i materialet som bidrar till att mäta ämnets tjocklek.

Viktmätningsapplikationer

Viktmätningsapplikationen är också ett effektivt sätt att sysselsätta sig med tjockleksberäkningar. Denna applikation kan användas för att mäta stora ytor som har en koppartäthet på cirka 8.96 g/cm2.

Optiska tekniker

Tekniker som interferometri är optimala för att mäta tjockleken på tunna kopparlager. De genererar ljusinterferensmönster på ytorna. Det ger noggrann tjockleksmätning.

Designöverväganden för tung koppar

·   Högre krav på minimiavstånd för spår

·   Via storleksöverväganden

·   Den större tjockleken på lödmasken

Högre krav på minimiavstånd för spår

Ökande koppartjocklek kräver större avstånd mellan kopparelementen.

Spåravståndet är viktigt för alla kopparvikter. Detta steg syftar till att minska risken för signalförsämring och överhettning.

Utvecklad genom storlek

Integrerade kretsar tillverkas vanligtvis av tung koppar. Dessa utsätts för överföring av högre strömmar. Se därför till att viorna kan bära det erforderliga strömförhållandet. Det bör eliminera de överskjutande resistiva förlusterna.

Tillsammans styr de större viaerna vägar med lägre impedans för flödet av elektrisk laddning. De minskar den resistiva uppvärmningen och minimerar spänningsfallen.

Värdera därför designvalet baserat på de vior som effektivt kan bära de högre strömbelastningarna. De kan upprätthålla stabila anslutningar, beroende på kretskortets olika lager.

Lödmaskens större tjocklek

Lödmasker kan ha svårt att fästa på tung koppar på grund av dess högre ytspänning.

Felaktig vidhäftning av lödmasken kan få den att lossna från kretskortet. Detta resulterar i exponerad koppar. Detta kan orsaka kortslutningar, korrosion och andra oundvikliga problem.

Du kan öka lödmaskens tjocklek för att undvika dessa problem. Det ger lödmaskmolekylerna mer yta att fästa vid.

How To Välja tRätt koppartjocklek på kretskortet?

Spårbredd, signalöverföring och spänningsfall är avgörande faktorer vid beräkning av kopparvikt. Välj tjockare kopparvikt om dina kort har hög ström. Detta säkerställer att dina kopparspår inte producerar överdriven värme.

Följaktligen bör den tunnare kopparvikten implementeras för att minska lagrens induktans. Detta kommer att bidra till att bibehålla egenskapen av hög signalintegritet.

Dessutom efterfrågas tunga kopparvikter för deras förmåga att hantera höga strömbelastningar. De omfattar en tjocklek från 3 oz till uppåt. Det ger anmärkningsvärd värmehantering.

Slutsats:

Koppartjockleken är en lika viktig faktor som dess andra parametrar när materialet vägs utifrån dina projektkrav. Den mäts i uns. Förändringar i koppartjocklekstabellen kan störa prestandan hos elektroniska kretsaggregat under drift. Varierande koppartjocklekar kan effektivt implementeras på samma kretskortsyta. Emellertid måste flera faktorer beaktas vid implementeringen.