Baskılı devre kartı üzerindeki bakır izleri elektronik sinyaller taşır ve gücü bileşenler ve cihazlar arasında dağıtır. Bu karmaşık iletken yollar ağı, karttaki tüm işlevsel öğelerin uyum içinde çalışmasına olanak tanır. Bir PCB mühendisliği yaparken en önemli tasarım kararlarından biri, izler için uygun PCB bakır kalınlığının belirlenmesidir.. Bu makalede, PCB'lerde kullanılan yaygın bakır kalınlıklarına yakından bakacağız, Yüksek güçlü uygulamalarda daha kalın bakır kullanmanın neden avantajlı olduğunu tartışın, ve tasarımcıların kendi özel devre gereksinimleri ve kısıtlamaları için en uygun devre kartı bakır kalınlığını seçerken göz önünde bulundurması gereken temel faktörlerin üzerinden geçin. hadi dalalım.
PCB'de Kullanılan Ortak Bakır Kalınlıkları
Bakır kalınlığı, üzerine lamine edilen bakır folyonun ağırlığını ifade eder. PCB substratı, metrekare başına ons olarak ifade edilir (oz/ft2). Tipik ağırlıklar 0.5 oz ila 3 oz:
0.5-1 ons bakır kalınlığı: Son derece ince bir bakır folyo 0.0007 inç kalınlığında. Hafiflik için kullanılır, Dar iz aralığına ve ince kart profiline ihtiyaç duyulan düşük akım PCB'leri. Minimum iz boyutu ve aralığı, bir ons bakır kalınlığında çok küçüktür.
1-2 ons bakır: Genel PCB tasarımları için standart ve en yaygın bakır ağırlığı. Elektro-termal performans ve üretilebilirlik arasında bir denge sağlar. Çoğu orta karmaşıklıktaki PCB'ler için uygundur.
3 ons bakır: Ağır bir bakır PCB olarak kabul edilir. Yüksek akım güç devreleri için yeterince sağlamdır, aşırı ısınma veya voltaj düşüşü sorun yaratmadan önce iz başına yaklaşık 8-10A'ya kadar dayanabilir. Gelişmiş stabilite ve güvenilirlik sağlar.
Neden PCB'de Ağır Bakır Kullanılmalı??
Ağır bakır folyoların kullanılması PCB maliyetini artırır, yüksek güçlü devre tasarımları için onu doğru seçim haline getiren önemli avantajlar vardır:
- Aşırı ısınma izleri olmadan daha yüksek akımı idare eder – Daha kalın bakırın direnci daha düşüktür, aşırı dirençli ısıtma olmadan daha fazla akımın akmasına izin vermek. Bu, aşırı sıcaklıktan kaynaklanan hasarı önler.
- Yüksek akımlarda izlerde daha düşük voltaj düşüşü – Daha kalın bakır izleri, iz uzunluğu boyunca istenmeyen voltaj düşüşlerini azaltır, PCB boyunca sinyallerin ve gücün doğru seviyelerde iletilmesini sağlamak.
- Geliştirilmiş ısı yayılımı ve termal yönetim – Bakır mükemmel bir termal iletkendir. Ağır bakır ısı yayıcı görevi görür, Isıyı sıcak noktalardan hızla uzaklaştırır ve dağılması için daha geniş bir alana dağıtır. Bu, daha yüksek sıcaklıklarda düzgün devre çalışmasını sağlar.
- Yüksek sıcaklıklara ve tekrarlanan termal çevrime dayanıklıdır – Kalın bakırın yüksek termal kütlesi ve iletkenliği, onu yüksek sıcaklıklardan ve tekrarlanan ısıtma/soğutma döngülerinden kaynaklanan hasarlara karşı ince folyolara kıyasla çok daha dayanıklı hale getirir..
- azaltır EMI daha ince izlerle karşılaştırıldığında – Daha kalın izler, aynı akıma sahip ince izlere kıyasla daha az elektromanyetik girişim oluşturur, AC direncinin azalması nedeniyle. Bu EMI azaltımı EMC uyumluluğu açısından faydalıdır.
- Genel güvenilirliği ve ürün ömrünü artırır – Üstün akım kapasitesi, termal performans, ve dayanıklılığı ağır bakır PCB güvenilirliği ve kullanılabilir ürün ömrünü artırın, özellikle zorlu yüksek güçlü ortamlarda.
PCB Bakır Kalınlığı Nasıl Seçilir?
Belirli bir tasarım için en uygun PCB bakır kalınlığının seçilmesi, birbiriyle ilişkili birçok faktörün dikkate alınmasını gerektirir.:
- Mevcut seviyeler – Her izde beklenen maksimum akım, aşırı ısınmayı önlemek için gereken minimum kalınlığı belirler. Örneğin, 5A'nın üzerinde taşıyan izler genellikle daha kalın 2 ons veya daha fazla bakır gerektirir. Kalınlığı akımla eşleştirin.
- Katman sayısı – Daha fazla bakır katmana sahip bir PCB, genel olarak daha ince bakır kullanılmasına olanak tanır, akım birden fazla katmana bölünebildiğinden. bir 2-katman kurulu aynı akım için 4 katmanlı veya 6 katmanlı bir kartla karşılaştırıldığında genellikle 2 ons daha kalın bakıra ihtiyaç duyulur.
- Hedef iz direnci – Daha düşük direnç, diğer her şeyin eşit olması koşuluyla daha kalın izler gerektirir. Direnç hedeflerini karşılamak için istenilen iz genişliğinde farklı kalınlıklar için birim uzunluk başına direnci hesaplayın.
- Maliyet – Daha kalın bakır malzeme doğası gereği ince malzemeden daha pahalıdır. Bütçeye uyacak şekilde maliyet artışını elektrik performansı avantajlarıyla karşılaştırın.
- Üretim sınırları – 2 ons'un üzerindeki kalın bakır, özel işleme ekipmanı gerektirebilir. Aynı zamanda ulaşılabilir iz çözünürlüğünü de etkiler., izler arasındaki boşluk, ve kayıt doğruluğu. Üreticinin yeteneklerine danışın.
- Termal yükler – Bakırın aşırı ısınmadan ısıyı yaymasını ve absorbe etmesini sağlamak için PCB'deki genel termal güç dağılımını dikkatlice hesaplayın. Ortam sıcaklığını ve hava/sıvı soğutma seçeneklerini göz önünde bulundurun.
Son düşünceler
PCB tasarımında optimum bakır kalınlığının seçilmesi, beklenen akım yüklerinin kapsamlı bir şekilde analiz edilmesini gerektiren karmaşık bir dengeleme işlemidir., termal dağılım özellikleri, üretilebilirlik sınırlamaları, ve malzeme maliyeti ödünleşimleri. Mükemmel akım kapasitesi ve termal performansa sahip daha ağır bakır ağırlıkları, artan kart boyutları ve masrafla sonuçlanıyor. PCB tasarımcıları eser bakır kalınlığını uygulamanın elektrik ihtiyaçları ve kısıtlamalarıyla akıllıca eşleştirmelidir., birbirine bağlı tüm tasarım faktörlerini göz önünde bulundurarak. Bilgilendirilmiş iz kalınlığı kararlarıyla, Mevcut bütçe ve üretim yetenekleri dahilinde kart performansı en üst düzeye çıkarılabilir. Bize Ulaşın Bir sonraki PCB'niz için ideal bakır ağırlığını belirleme konusunda yardıma ihtiyacınız varsa.
