Doğru PCB Bakır Kalınlığı Nasıl Seçilir?

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:

• Handles higher current without overheating traces – The thicker copper has lower resistance, aşırı dirençli ısıtma olmadan daha fazla akımın akmasına izin vermek. Bu, aşırı sıcaklıktan kaynaklanan hasarı önler.
• Lower voltage drop across traces at high currents – Thicker copper traces reduce unwanted voltage drop along the trace length, PCB boyunca sinyallerin ve gücün doğru seviyelerde iletilmesini sağlamak.
• Improved heat spreading and thermal management – Copper is an excellent thermal conductor. 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.
• 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.
• azaltır EMI compared to thinner traces – Thicker traces generate less electromagnetic interference vs thin traces with identical current, AC direncinin azalması nedeniyle. Bu EMI azaltımı EMC uyumluluğu açısından faydalıdır.
• Increases overall reliability and product lifetime – The superior current capacity, 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.:

• Current levels – The expected maximum current in each trace determines the minimum thickness needed to avoid overheating. Örneğin, 5A'nın üzerinde taşıyan izler genellikle daha kalın 2 ons veya daha fazla bakır gerektirir. Kalınlığı akımla eşleştirin.
• Number of layers – A PCB with more copper layers allows the use of thinner copper overall, 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.
• Target trace resistance – Lower resistance requires thicker traces all else being equal. Direnç hedeflerini karşılamak için istenilen iz genişliğinde farklı kalınlıklar için birim uzunluk başına direnci hesaplayın.
• Cost – Thicker copper material intrinsically costs more than thin material. Bütçeye uyacak şekilde maliyet artışını elektrik performansı avantajlarıyla karşılaştırın.
• Manufacturing limits – Thick copper over 2oz may require special processing equipment. Aynı zamanda ulaşılabilir iz çözünürlüğünü de etkiler., izler arasındaki boşluk, ve kayıt doğruluğu. Üreticinin yeteneklerine danışın.
• Thermal loads – Carefully calculate the overall thermal power dissipation in the PCB to ensure the copper can spread and sink the heat without overheating. 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.