Painettuja piirilevyjä suunniteltaessa kuparin paksuus ei ole vain numero ’ se on levyn suorituskyvyn elinehto.
Kuparin paksuuden spektri: Standardista raskaaseen
Vakiopaksuudet (90 % levyistä käyttää näitä):
- 1oz (35μm): Alan työjuhta
- Käytetään 70 prosentissa kulutuselektroniikasta
- Käsittelee ~1A per 1mm jäljen leveys (ulompi kerros).
- 2oz (70μm): Valtapelaaja
- Yleinen autoteollisuuden ja teollisuuden ohjauksissa
- Kuljettaa 2-3 kertaa enemmän virtaa kuin 1oz
Raskaat kuparivaihtoehdot (vaativiin sovelluksiin):
- 3oz (105μm): Suurvirta-asiantuntijat
- Virtalähteet, moottorinohjaimet
- Vähentää lämpöresistanssia 30 % verrattuna 1oz:iin
- 4-6oz (140-210μm): Äärimmäiset sovellukset
- EV-akkujen hallintajärjestelmät
- Teollisuuden tehomuuntimet
Nykyisen kantokyvyn laskentakaava
Nopea laskentamenetelmä (IPC-2152 mukaan):
I = K × (ΔT)^0,44 × (A)^0,75.
Missä:
- I = Virta (ampeeria)
- K = 0,048 (ulompi) tai 0,024 (sisempi).
- ΔT = Lämpötilan nousu (°C)
- A = poikkileikkaus (neliömailia)
Todellinen esimerkki:
2 unssin painoinen, 2 mm leveä ulompi jälki 20 °C:n lämpötilan nousussa:
= 0.048 × (20)^0.44 × (59)^0.75 ≈ 4.5A
Kuparin painon valinta: Päätöksentekomatriisi
| Hakemus | Suositeltu paksuus | Miksi? |
|---|
| Älypuhelimen PCB | 1oz (35μm) | Kustannustehokas, tilanpuute |
| LED-ohjaimet | 2oz (70μm) | Parempi lämmöntuotto |
| Autoteollisuuden ECU:t | 2-3oz (70-105μm) | Tärinänkestävyys |
| Palvelinten virtalähteet | 3-4oz (105-140μm) | Suuren virran käsittely |
Konsultoi ammattitaitoista insinööriä kuparin paksuuden valinnassa.
Valmistusprosessin rajoitukset
- 4 unssin kupari vaatii 50 % leveämmät jäljet kuin 1 unssin kupari.
- Vähimmäisväli kasvaa 0,1 mm:stä 0,3 mm:iin.
- 4oz-levyt maksavat 40-60% enemmän kuin 1oz-levyt.
- Läpimenoaika pitenee 2-3 päivää
- Sekapaksuiset mallit edellyttävät symmetristä pinoamista.
- Esimerkki 6-kerroksisesta voileivästä:
[1oz – prepreg – 2oz core – prepreg – 1oz]
Alan veteraanien ammattilaisvinkit
- Hybridimallit säästävät rahaa
Käytä paksua kuparia vain tehopolkuissa (esim. 3oz) ja 1oz signaaleja varten.
- Impedanssin säätö
50Ω siimoja varten 1oz:
- FR4: 1,6 mm:n jälki 0,2 mm:n dielektrisen materiaalin päällä.
- Rogers 4350: 1,2 mm:n jälki 0,15 mm:n dielektrisen materiaalin päällä.
- Lämmönhallinta
2oz maataso vähentää kuumien pisteiden lämpötiloja 15-20 ° C:lla vs. 1oz
Tulevaisuus: Ohuempi ja paksumpi
Kehittyvät suuntaukset osoittavat kahta erilaista polkua:
- Erittäin ohut (12μm): Joustavaan elektroniikkaan ja 5G mmWaveen
- Erittäin paksu (10oz+): Uusiutuvan energian järjestelmien seuraavan sukupolven tehomoduuleja varten