Bei der Entwicklung von Leiterplatten ist die Kupferdicke nicht nur eine Zahl, sondern das Lebenselixier für die Leistung Ihrer Leiterplatte.
Das Kupferdickenspektrum: Von Standard bis schwer
Standarddicken (90% der Platten verwenden diese):
- 1 Unze (35μm): Das Arbeitspferd der Industrie
- Wird in 70 % der Unterhaltungselektronik verwendet
- Verarbeitet ~1A pro 1mm Leiterbahnbreite (äußere Schicht)
- 2oz (70μm): Der Powerplayer
- Üblich in Automobil- und Industriesteuerungen
- Trägt 2-3x mehr Strom als 1oz
Starke Kupferoptionen (für anspruchsvolle Anwendungen):
- 3oz (105μm): Hochstrom-Spezialisten
- Stromversorgungen, Motorsteuerungen
- Reduziert den Wärmewiderstand um 30 % gegenüber 1 Unze
- 4-6oz (140-210μm): Extreme Anwendungen
- EV-Batterie-Management-Systeme
- Industrielle Stromwandler
Formel zur Berechnung der Strombelastbarkeit
Schnelle Berechnungsmethode (nach IPC-2152):
I = K × (ΔT)^0,44 × (A)^0,75
Wo:
- I = Stromstärke (Ampere)
- K = 0,048 (außen) oder 0,024 (innen)
- ΔT = Temperaturanstieg (°C)
- A = Querschnitt (Quadratmeilen)
Ein Beispiel aus der Praxis:
Eine 2oz, 2mm breite äußere Spur bei 20°C Anstieg:
= 0.048 × (20)^0.44 × (59)^0.75 ≈ 4.5A
Wählen Sie Ihr Kupfergewicht: Eine Entscheidungsmatrix
| Anmeldung | Empfohlene Schichtdicke | Warum? |
|---|
| Smartphone-Leiterplatte | 1 Unze (35μm) | Kostengünstig, platzbeschränkt |
| LED-Treiber | 2oz (70μm) | Bessere Wärmeableitung |
| Kfz-ECUs | 2-3 Unzen (70-105μm) | Vibrationsfestigkeit |
| Server-Stromversorgungen | 3-4oz (105-140μm) | Hohe Strombelastbarkeit |
Wenden Sie sich an einen professionellen Ingenieur, um die Kupferdicke zu bestimmen.
Grenzen des Herstellungsprozesses
- Radierung Herausforderungen
- 4 Unzen Kupfer erfordern 50% breitere Spuren als 1 Unze
- Der Mindestabstand erhöht sich von 0,1 mm auf 0,3 mm.
- Auswirkungen auf die Kosten
- 4oz-Platten kosten 40-60% mehr als 1oz-Platten.
- Die Durchlaufzeiten erhöhen sich um 2-3 Tage
- Konstruktionen mit unterschiedlichen Dicken müssen symmetrisch gestapelt werden
- Beispiel für ein 6-lagiges Sandwich:
[1oz – Prepreg – 2oz Kern – Prepreg – 1oz]
Profi-Tipps von Branchenveteranen
- Hybride Designs sparen Geld
Verwenden Sie dickes Kupfer nur in Stromleitungen (z. B. 3 Unzen) und 1 Unze für Signale.
- Impedanzkontrolle
Für 50Ω-Leitungen bei 1 Unze:
- FR4: 1,6mm Leiterbahn über 0,2mm Dielektrikum
- Rogers 4350: 1,2mm Leiterbahn über 0,15mm Dielektrikum
- Thermisches Management
Eine 2 Unzen Grundplatte reduziert die Hot-Spot-Temperaturen um 15-20°C gegenüber 1 Unze
Die Zukunft: Dünner und dicker
Die sich abzeichnenden Trends zeigen zwei unterschiedliche Wege auf:
- Ultradünn (12μm): Für flexible Elektronik und 5G mmWave
- Ultradick (10oz+): Für Leistungsmodule der nächsten Generation in erneuerbaren Energiesystemen