Lors de la conception de circuits imprimés, l’épaisseur de cuivre n’est pas seulement un chiffre ’ ; c’est l’essence vitale des performances de votre carte.
Le spectre de l'épaisseur du cuivre : Du standard au lourd
Epaisseurs standard (90% des panneaux utilisent ces épaisseurs) :
- 1oz (35μm): Le cheval de bataille de l'industrie
- Utilisé dans 70 % des produits électroniques grand public
- Gère ~1A par 1mm de largeur de trace (couche externe)
- 2oz (70μm): L'acteur du pouvoir
- Courant dans les contrôles automobiles et industriels
- Transporte 2 à 3 fois plus de courant que 1 oz
Options de cuivre lourd (pour les applications exigeantes) :
- 3oz (105μm): Spécialistes des courants forts
- Alimentations, contrôleurs de moteur
- Réduit la résistance thermique de 30% par rapport à 1oz
- 4-6oz (140-210μm): Applications extrêmes
- Systèmes de gestion des batteries de véhicules électriques
- Convertisseurs de puissance industriels
Formule de calcul de la capacité de transport de courant
Méthode de calcul rapide (selon IPC-2152) :
I = K × (ΔT)^0,44 × (A)^0,75
Où ?
- I = Courant (ampères)
- K = 0,048 (extérieur) ou 0,024 (intérieur)
- ΔT = Augmentation de la température (°C)
- A = Section transversale (miles carrés)
Exemple concret :
Une trace extérieure de 2 oz et de 2 mm de large à une augmentation de 20°C :
= 0.048 × (20)^0.44 × (59)^0.75 ≈ 4.5A
Choisir son poids de cuivre : Une matrice de décision
| Application | Épaisseur recommandée | Pourquoi ? |
|---|
| Carte à circuit imprimé pour smartphone | 1oz (35μm) | Rentable, espace restreint |
| Pilotes de LED | 2oz (70μm) | Meilleure dissipation de la chaleur |
| Calculateurs automobiles | 2-3oz (70-105μm) | Résistance aux vibrations |
| Alimentations pour serveurs | 3-4oz (105-140μm) | Traitement des courants forts |
Consulter un ingénieur professionnel pour savoir comment choisir l'épaisseur du cuivre.
Limites du processus de fabrication
- Un cuivre de 4 oz nécessite des traces 50 % plus larges qu'un cuivre de 1 oz.
- L'espacement minimum passe de 0,1 mm à 0,3 mm
- Les planches de 4 oz coûtent 40 à 60 % de plus que celles de 1 oz.
- Les délais d'exécution augmentent de 2 à 3 jours
- Les conceptions d'épaisseur mixte nécessitent un empilage symétrique
- Exemple de sandwich à 6 couches :
[1oz – ; prepreg – ; 2oz core – ; prepreg – ; 1oz]
Conseils de vétérans de l'industrie
- Les conceptions hybrides permettent d'économiser de l'argent
Utiliser du cuivre épais uniquement pour les chemins d'alimentation (par exemple, 3 oz) et 1 oz pour les signaux.
- Contrôle de l'impédance
Pour des lignes de 50Ω à 1 oz :
- FR4 : trace de 1,6 mm sur diélectrique de 0,2 mm
- Rogers 4350 : trace de 1,2 mm sur diélectrique de 0,15 mm
- Gestion thermique
Un plan de masse de 2 oz réduit la température des points chauds de 15 à 20°C par rapport à 1 oz.
L'avenir : De plus en plus mince
Les tendances émergentes montrent deux voies divergentes :
- Ultra-mince (12μm): Pour l'électronique flexible et la 5G mmWave
- Ultra-épais (10oz+): Pour les modules de puissance de nouvelle génération dans les systèmes d'énergie renouvelable