Espesor y peso de cobre de PCB
oz/ft² ↔ µm equivalencia, valores de cobre comunes, la distinción entre cobre base y acabado, y las consecuencias para el enrutamiento y el diseño térmico.
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El cobre para PCB se especifica comúnmente como peso de área en onzas por pie cuadrado (oz/ft²) o como espesor nominal en micrómetros (μm). Describen aproximadamente la misma lámina inicial: 1 oz/pie² son aproximadamente 35 µm de cobre.
Referencia rápida
| Peso de cobre | Espesor nominal | uso común |
|---|---|---|
| 0,25 onzas/pie² | ≈ 9 micras | Capas interiores de paso fino, apilados HDI |
| 0,5 onzas/pie² | ≈ 18 micras | Capas de señal densas |
| 1 oz/pie² | ≈ 35 micras | Tableros de uso general |
| 2 onzas/pie² | ≈ 70 micras | Rutas de energía de mayor corriente |
| 3 onzas/pie² | ≈ 105 micras | Distribución de energía, difusión térmica. |
| 4 onzas/pie² | ≈ 140 micras | Tableros de alta corriente e industriales. |
Utilice el convertidor oz ↔ µm para calcular valores intermedios.
Por qué una onza se convierte en espesor
La “onza” en una pila de PCB no es una unidad de espesor. Es la masa de cobre distribuida uniformemente en un pie cuadrado de área. El espesor resultante depende de la densidad del cobre y la industria de PCB lo redondea convencionalmente:
thickness (µm) ≈ copper weight (oz/ft²) × 35
La relación inversa es:
copper weight (oz/ft²) ≈ thickness (µm) ÷ 35
Esta es una conversión nominal para la comunicación de diseño. IPC-4562B especifica la lámina de cobre por peso de área y espesor calculado; Utilice los datos del material del fabricante cuando la tolerancia sea crítica.
El cobre base no siempre es cobre acabado
En una capa interior, la lámina especificada suele estar cerca del espesor final del conductor después del grabado. En una capa exterior, la fabricación de PCB agrega cobre durante el revestimiento de orificios pasantes y el revestimiento de patrón. Por lo tanto, el trazo terminado puede ser más grueso que la lámina inicial.
| Término de dibujo | lo que significa | Acción de diseño |
|---|---|---|
| Cobre base | Lámina sobre el laminado antes del revestimiento de la capa exterior. | Indíquelo en la pila |
| Cobre acabado | Cobre restante en el rastro exterior terminado después del revestimiento | Pregunte al fabricante por el objetivo y la tolerancia. |
| Cobre en una vía | Espesor de pared electrodepositada | Especificar por separado del rastro de cobre |
Por ejemplo, “1 oz de cobre exterior” puede ser ambiguo a menos que el dibujo diga si significa lámina base o cobre acabado. Coloque esta distinción en las notas de fabricación y acuerde con la junta directiva antes del lanzamiento.
¿Qué cambia cuando el cobre se vuelve más espeso?
Más cobre reduce la resistencia de una traza con la misma geometría:
R = ρ × L / (w × t)
Donde t es el espesor del cobre. Duplicar t reduce aproximadamente a la mitad la resistencia de CC, la caída de voltaje y la disipación resistiva, siempre que el ancho, la longitud y la temperatura se mantengan comparables.
Sin embargo, el cobre más pesado también cambia las limitaciones de fabricación:
- Los espacios y rastros más estrechos se vuelven más difíciles de grabar de manera consistente.
- Es posible que sea necesaria una mayor compensación del grabado, especialmente en las capas externas.
- Las geometrías de impedancia controlada cambian porque el espesor del conductor es parte de la geometría del campo.
- El cobre grueso ayuda a difundir el calor, pero no reemplaza un análisis térmico completo.
Utilice la calculadora de ancho de vía de PCB para obtener una primera estimación del aumento de corriente y temperatura, luego verifique los espacios libres, el cobre terminado y la capacidad de fabricación con el proveedor.
Lista de verificación de especificaciones prácticas
Antes de enviar datos Gerbers u ODB++, registre lo siguiente para cada capa de cobre:
- Requisito de base o acabado de cobre.
- Valor nominal en oz/ft² o µm, más la otra unidad donde se evite ambigüedad.
- Función de capa: señal, plano, de alta corriente, RF o esparcidor térmico.
- Reglas mínimas de traza/espacio, anillo anular y borde de cobre a tablero compatibles con ese peso de cobre.
- Revestimiento requerido del orificio terminado y cualquier tolerancia de impedancia.
Para los conductores que transportan corriente, el peso del cobre es sólo una variable. IPC-2152 también considera la geometría de la traza, el aumento de temperatura, la construcción de la placa, los aviones cercanos, el flujo de aire y el ciclo de trabajo.
Bibliografía
- IPC-4562B — Lámina metálica para aplicaciones de tableros impresos, incluidos los pesos del área de la lámina de cobre y el espesor calculado.
- IPC-2152 — Estándar para determinar la capacidad de carga actual en el diseño de tableros impresos.
- IPC-2221C — Norma genérica sobre diseño de tableros impresos.