Was ist die Standarddicke der Kupferschicht auf einer Leiterplatte?

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

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

• Stapeln von Schichten

• Konstruktionen mit unterschiedlichen Dicken müssen symmetrisch gestapelt werden
• Beispiel für ein 6-lagiges Sandwich:
  [1oz – Prepreg – 2oz Kern – Prepreg – 1oz]

Profi-Tipps von Branchenveteranen

1. Hybride Designs sparen Geld
   Verwenden Sie dickes Kupfer nur in Stromleitungen (z. B. 3 Unzen) und 1 Unze für Signale.
2. Impedanzkontrolle
   Für 50Ω-Leitungen bei 1 Unze:

• FR4: 1,6mm Leiterbahn über 0,2mm Dielektrikum
• Rogers 4350: 1,2mm Leiterbahn über 0,15mm Dielektrikum

1. 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