Leiterplatten-Kupferdicke und Flächengewicht
oz/ft2 ↔ μm Äquivalenz, gemeinsame Kupferwerte, die Unterscheidung zwischen Basis- und fertigem Kupfer und Konsequenzen für Routing und thermisches Design.
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PCB-Kupfer wird üblicherweise entweder als Flächengewicht in Unzen pro Quadratfuß ()oz/ft2) oder als Nenndicke in Mikrometern:µm. Sie beschreiben die gleiche Ausgangsfolie ungefähr: 1 oz/ft2 ist etwa 35 μm aus Kupfer.
Schnellreferenz
| Kupfergewicht | Nenndicke | Gemeinsame Nutzung |
|---|---|---|
| 0,25 oz/ft2 | ≈ 9 µm | Feine Pitch-Innenschichten, HDI-Stackups |
| 0,5 oz/ft2 | ≈ 18 µm | Dichte Signalschichten |
| 1 oz/ft2 | ≈ 35 µm | Allgemeine Vorstände |
| 2 oz/ft2 | ≈ 70 µm | Leistungspfade mit höherem Strom |
| 3 oz/ft2 | ≈ 105 µm | Leistungsverteilung, thermische Streuung |
| 4 oz/ft2 | ≈ 140 µm | Hochstrom- und Industrieplatten |
Verwenden Sie die oz ↔ μm Wandler Zwischenwerte zu berechnen.
Warum eine Unze zu einer Dicke wird
Die "Unze" in einem PCB-Stackup ist keine Dickeneinheit. Es ist die Masse von Kupfer gleichmäßig über einen Quadratfuß Fläche verteilt. Die resultierende Dicke hängt von der Kupferdichte ab und wird üblicherweise von der Leiterplattenindustrie abgerundet:
thickness (µm) ≈ copper weight (oz/ft²) × 35
Die inverse Beziehung ist:
copper weight (oz/ft²) ≈ thickness (µm) ÷ 35
Dies ist eine nominale Konvertierung für die Designkommunikation. IPC-4562B spezifiziert Kupferfolie nach Flächengewicht und berechneter Dicke; verwenden Sie die Materialdaten des Herstellers, wenn eine Toleranz kritisch ist.
Basis-Kupfer ist nicht immer fertig Kupfer
Auf einem Innenschicht, ist die angegebene Folie nach dem Ätzen in der Regel nahe an der endgültigen Leiterdicke. Auf einem Deckschicht Die PCB-Fertigung fügt Kupfer während des Durchkontaktierens und des Plattierens von Mustern hinzu. Die fertige Spur kann daher dicker sein als die Ausgangsfolie.
| Zeichenbegriff | Was es bedeutet | Entwurfsmaßnahme |
|---|---|---|
| Basis-Kupfer | Folie auf dem Laminat vor der Deckschichtbeschichtung | Geben Sie es im Stapel-up |
| Fertiges Kupfer | Nach dem Plattieren auf der fertigen äußeren Spur verbleibendes Kupfer | Fragen Sie den Hersteller nach Ziel und Toleranz |
| Kupfer in einem Via | galvanisch abgeschiedene Wandstärke | Aus Kupferspuren getrennt angeben |
Zum Beispiel kann "1 oz äußeres Kupfer" mehrdeutig sein, es sei denn, die Zeichnung sagt, ob es bedeutet Basisfolie oder fertiges Kupfer Setzen Sie diese Unterscheidung in die Herstellungsnotizen und vereinbaren Sie sie mit dem Vorstand vor der Veröffentlichung.
Was ändert sich, wenn Kupfer dicker wird
Mehr Kupfer reduziert den Widerstand einer Spur mit der gleichen Geometrie:
R = ρ × L / (w × t)
Wobei t ist die Kupferdicke. Verdoppelung t den Gleichstromwiderstand, Spannungsabfall und Widerstandsableitung etwa halbiert, sofern Breite, Länge und Temperatur vergleichbar bleiben.
Schwerer Kupfer ändert jedoch auch die Herstellungsbeschränkungen:
- Engere Lücken und Spuren werden schwieriger, konsequent zu ätzen.
- Insbesondere auf äußeren Schichten kann eine höhere Ätzkompensation erforderlich sein.
- Geometrien mit kontrollierter Impedanz ändern sich, weil die Leiterdicke Teil der Feldgeometrie ist.
- Dickes Kupfer hilft, Wärme zu verbreiten, ersetzt jedoch keine vollständige thermische Analyse.
Verwenden Sie die PCB-Spurweitenrechner für eine erste Strom- und Temperaturanstiegsschätzung, dann überprüfen Sie die Abstände, das fertige Kupfer und die Fertigungsfähigkeit mit dem Lieferanten.
Praktische Spezifikation Checkliste
Bevor Sie Gerbers- oder ODB++-Daten senden, notieren Sie für jede Kupferschicht Folgendes:
- Grund- oder fertiges Kupfer
- Nennwert in oz/ft2 oder μm, zuzüglich der anderen Einheit, bei der Mehrdeutigkeiten vermieden werden.
- Schichtfunktion: Signal, Ebene, Hochstrom, HF oder thermischer Streuer.
- Mindestwerte für Spur/Abstand, Ringring und Kupfer-Bord-Kanten-Regeln, die mit diesem Kupfergewicht vereinbar sind.
- Erforderliche Endlochplattierung und etwaige Impedanztoleranz.
Für stromführende Leiter ist das Kupfergewicht nur eine Variable. IPC-2152 berücksichtigt auch Spurengeometrie, Temperaturanstieg, Plattenbau, nahe gelegene Flugzeuge, Luftstrom und Arbeitszyklus.
Bibliographie
- IPC-4562B — Metallfolie für Leiterplattenanwendungen, einschließlich der Flächengewichte der Kupferfolie und der berechneten Dicke.
- IPC-2152 - *Standard zur Bestimmung der Stromtragfähigkeit im Leiterplattendesign *.
- IPC-2221C — *Generic Standard on Printed Board Design *.