Как правильно выбрать толщину меди на печатной плате?

Медные дорожки на печатной плате передают электронные сигналы и распределяют мощность между компонентами и устройствами.. Эта сложная сеть проводящих путей позволяет всем функциональным элементам платы работать гармонично.. Одним из наиболее важных проектных решений при проектировании печатной платы является определение подходящей толщины меди печатной платы для дорожек.. В этой статье, мы внимательно рассмотрим толщину меди, используемой в печатных платах., обсудите, почему использование более толстой меди выгодно в приложениях с высокой мощностью, и рассмотрим ключевые факторы, которые проектировщики должны учитывать при выборе оптимальной толщины меди печатной платы для своих конкретных требований и ограничений схемы.. Давайте погрузимся в.

Распространенная толщина меди, используемой в печатных платах

Толщина меди относится к весу медной фольги, ламинированной на Подложка печатной платы, выражается в унциях на квадратный фут (унция/фут2). Типичный вес варьируется от 0.5 унция до 3 унция:

0.5-1 толщина меди на унции: Чрезвычайно тонкая медная фольга 0.0007 дюймов толщиной. Используется для облегчения, слаботочные печатные платы, где необходимы малые расстояния между дорожками и тонкий профиль платы. Минимальный размер и расстояние между дорожками очень малы при толщине меди в одну унцию..

1-2 унция меди: Стандартный и наиболее распространенный вес меди для общих конструкций печатных плат.. Он обеспечивает баланс электротермических характеристик и технологичности.. Подходит для большинства печатных плат средней сложности..

3 унция меди: Считается тяжелой медной печатной платой.. Он достаточно прочен для сильноточных силовых цепей., который может выдерживать ток около 8–10 А на каждую дорожку, прежде чем перегрев или падение напряжения станут проблемой.. Обеспечивает повышенную стабильность и надежность..

Зачем использовать тяжелую медь в печатной плате?

Использование тяжелой медной фольги увеличивает стоимость печатной платы., есть важные преимущества, которые делают его правильным выбором для схем большой мощности.:

• Handles higher current without overheating traces – The thicker copper has lower resistance, позволяя протекать большему току без чрезмерного резистивного нагрева. Это предотвращает повреждение от перегрева..
• Lower voltage drop across traces at high currents – Thicker copper traces reduce unwanted voltage drop along the trace length, обеспечение подачи сигналов и мощности на правильных уровнях по всей печатной плате.
• Improved heat spreading and thermal management – Copper is an excellent thermal conductor. Тяжелая медь действует как рассеиватель тепла., быстро отводить тепло от горячих точек и распределять его по большей площади для рассеивания. Это обеспечивает правильную работу схемы при более высоких температурах..
• Withstands high temps and repeated thermal cycling – The high thermal mass and conductivity of thick copper make it far more resistant to damage from high temperatures and repeated heating/cooling cycles compared to thin foils.
• Уменьшает ЭМИ compared to thinner traces – Thicker traces generate less electromagnetic interference vs thin traces with identical current, из-за уменьшенного сопротивления переменному току. Такое снижение электромагнитных помех полезно для соблюдения требований по электромагнитной совместимости..
• Increases overall reliability and product lifetime – The superior current capacity, тепловые характеристики, и долговечность тяжелая медная печатная плата повысить надежность и срок службы продукта, особенно в требовательных средах высокой мощности.
  

Как выбрать толщину меди на печатной плате?

Выбор оптимальной толщины меди печатной платы для конкретной конструкции требует учета нескольких взаимосвязанных факторов.:

• Current levels – The expected maximum current in each trace determines the minimum thickness needed to avoid overheating. Например, для дорожек, пропускающих ток более 5 А, обычно требуется более толстая медь толщиной 2 унции или более.. Сопоставьте толщину с текущим.
• Number of layers – A PCB with more copper layers allows the use of thinner copper overall, поскольку ток можно разделить на несколько слоев. А 2-Слойная доска часто требуется более толстая медь толщиной 2 унции по сравнению с 4-слойной или 6-слойной платой для того же тока.
• Target trace resistance – Lower resistance requires thicker traces all else being equal. Рассчитайте сопротивление на единицу длины для различной толщины при желаемой ширине дорожки, чтобы достичь целевых показателей сопротивления..
• Cost – Thicker copper material intrinsically costs more than thin material. Сопоставьте увеличение затрат с преимуществами электрических характеристик, чтобы соответствовать бюджету..
• Manufacturing limits – Thick copper over 2oz may require special processing equipment. Это также влияет на достижимое разрешение трассировки., расстояние между следами, и точность регистрации. Ознакомьтесь с возможностями производителя.
• Thermal loads – Carefully calculate the overall thermal power dissipation in the PCB to ensure the copper can spread and sink the heat without overheating. Учитывайте температуру окружающей среды и варианты воздушного/жидкостного охлаждения..

Последние мысли

Выбор оптимальной толщины меди при проектировании печатной платы — это сложный баланс, требующий тщательного анализа ожидаемых токовых нагрузок., характеристики тепловыделения, ограничения технологичности, и компромиссы в стоимости материалов. Более тяжелый медный вес с превосходной токовой способностью и тепловыми характеристиками достигается за счет увеличения размеров платы и стоимости.. Разработчики печатных плат должны разумно подбирать толщину медных дорожек в соответствии с электрическими потребностями и ограничениями приложения., принимая во внимание все взаимозависимые факторы проектирования. С обоснованными решениями по толщине следов, Производительность платы может быть максимизирована в рамках имеющегося бюджета и производственных возможностей.. Свяжитесь с нами если вам нужна помощь в определении идеального веса меди для вашей следующей печатной платы.