Nella progettazione di circuiti stampati, lo spessore del rame non è solo un numero’ è la linfa vitale delle prestazioni della scheda.
Lo spettro dello spessore del rame: Da standard a pesante
Spessori standard (il 90% dei pannelli li utilizza):
- 1oz (35μm): Il cavallo di battaglia del settore
- Utilizzato nel 70% dell'elettronica di consumo
- Gestisce ~1A per 1mm di larghezza della traccia (strato esterno)
- 2 oz (70μm): Il giocatore di potere
- Comune nei controlli automobilistici e industriali
- Trasporta una quantità di corrente 2-3 volte superiore a quella di una bottiglia da 1 litro
Opzioni in rame pesante (per applicazioni complesse):
- 3 oz (105μm): Specialisti delle alte correnti
- Alimentatori, controllori di motori
- Riduce la resistenza termica del 30% rispetto a 1oz
- 4-6 oz (140-210μm): Applicazioni estreme
- Sistemi di gestione delle batterie EV
- Convertitori di potenza industriali
Formula di calcolo della capacità di trasporto della corrente
Metodo di calcolo rapido (secondo IPC-2152):
I = K × (ΔT)^0,44 × (A)^0,75
Dove:
- I = corrente (ampere)
- K = 0,048 (esterno) o 0,024 (interno)
- ΔT = Aumento di temperatura (°C)
- A = Sezione trasversale (miglia quadrate)
Esempio del mondo reale:
Traccia esterna da 2 oz e 2 mm di larghezza a 20°C di aumento:
= 0.048 × (20)^0.44 × (59)^0.75 ≈ 4.5A
Scegliere il peso del rame: Una matrice decisionale
| domanda | Spessore consigliato | Perché? |
|---|
| PCB per smartphone | 1oz (35μm) | Efficiente dal punto di vista dei costi e dello spazio |
| Driver LED | 2 oz (70μm) | Migliore dissipazione del calore |
| Centraline per autoveicoli | 2-3oz (70-105μm) | Resistenza alle vibrazioni |
| Alimentatori per server | 3-4 oz (105-140μm) | Gestione di correnti elevate |
Consultare un ingegnere professionista per la scelta dello spessore del rame.
Limiti del processo di produzione
- Il rame da 4 oz. richiede tracce più larghe del 50% rispetto a quelle da 1 oz.
- La distanza minima aumenta da 0,1 mm a 0,3 mm.
- Le tavole da 4 oz. costano il 40-60% in più rispetto a quelle da 1 oz.
- I tempi di consegna aumentano di 2-3 giorni
- I progetti a spessore misto necessitano di un impilamento simmetrico
- Esempio di sandwich a 6 strati:
[1oz – prepreg – 2oz core – prepreg – 1oz]
I consigli dei veterani del settore
- I progetti ibridi fanno risparmiare denaro
Utilizzare rame spesso solo nei percorsi di potenza (ad es. 3 oz) e 1 oz per i segnali.
- Controllo dell'impedenza
Per 50 Ω linee a 1 oz:
- FR4: traccia da 1,6 mm su dielettrico da 0,2 mm
- Rogers 4350: traccia da 1,2 mm su dielettrico da 0,15 mm
- Gestione termica
Un piano di massa da 2 oz. riduce le temperature dei punti caldi di 15-20°C rispetto a 1 oz.
Il futuro: Sempre più sottile
Le tendenze emergenti mostrano due percorsi divergenti:
- Ultra-sottile (12μm): Per l'elettronica flessibile e il 5G mmWave
- Ultra-spesso (10oz+): Per i moduli di potenza di nuova generazione nei sistemi di energia rinnovabile