Ancho de cobre en PCB
Estás haciendo una placa de circuito impreso (PCB) y quieres saber cómo calcular el grosor del cobre. El ancho del cobre es esencial para el diseño de PCB porque afecta qué tan bien funciona la placa, qué tan confiable es y cuánto cuesta. En este artículo, hablaremos sobre lo vital Espesor de cobre PCB es y dar consejos para determinar el mejor grosor para su PCB.
¿Qué espesor tiene el cobre en una PCB?
El grosor de la capa de cobre en la placa de circuito impreso es lo que se entiende por "grosor de cobre de la placa de circuito impreso". La galvanoplastia se utiliza para agregar la capa de cobre al material base. El espesor de la capa de cobre generalmente se mide en onzas (oz) por pie cuadrado (ft2), con un rango estándar de 0.5 oz a 6 oz.
¿Por qué es crítico el grosor del cobre en los PCB?
La capa de cobre en una PCB tiene varios trabajos importantes, como conectar los componentes eléctricamente y crear un camino térmico para que escape el calor. La eficiencia de la PCB se ve afectada de varias maneras por el grosor de la capa de cobre:
Resistencia: Cuanto mayor sea la capa de cobre, menor será la resistencia. Esto hace que sea menos probable que el voltaje caiga y mejora la calidad de la señal.
• Conductividad térmica: cuanto más gruesa sea la capa de cobre, mejor será la conductividad térmica, lo que facilita la fuga del calor y reduce el riesgo de sobrecalentamiento.
• Costo: El costo aumenta a medida que la capa de cobre se vuelve más gruesa porque se necesitan más materiales y su fabricación cuesta más.
¿Qué grosor suele tener el cobre en las PCB?
Los PCB suelen tener 1 onza de cobre por pie cuadrado, lo mismo que 1.4 mils o 35 micrones. Este ancho se adapta a la mayoría de los diseños de PCB, incluso aquellos con baja potencia y velocidad.
¿Cómo elegir el mejor espesor de cobre para su PCB?
El mejor grosor de cobre para su PCB depende de varias cosas, como la cantidad de energía que necesita, la frecuencia de sus señales, cómo lidiará con el calor y cuánto costará. Aquí hay algunos consejos para ayudarlo a determinar qué tan grueso debe ser el cobre en su PCB:
• Diseños de baja potencia y baja velocidad: 1 onza de cobre por pie cuadrado es suficiente para diseños de baja potencia y baja velocidad.
• Diseños de alta potencia: para diseños de alta potencia, es mejor usar una capa de cobre más gruesa para ayudar a que el calor se aleje y reducir el riesgo de que el circuito se queme. El cobre debe tener un espesor de al menos 2 onzas por pie cuadrado.
• Diseños de alta frecuencia: para reducir la posibilidad de pérdida de señal y mejorar la integridad de la señal, se sugiere una capa de cobre más delgada para los diseños de alta frecuencia. El cobre debe tener un espesor de 0.5 oz por pie cuadrado o menos.
• Diseños de señal mixta: se sugiere una capa de cobre más gruesa para reducir el riesgo de diafonía e interferencia en los diseños de señal mixta, donde se utilizan señales analógicas y digitales. El cobre debe tener un espesor de al menos 2 onzas por pie cuadrado.
• Costo: Los PCB con capas de cobre más gruesas cuestan más en términos de materiales y mano de obra. Considere las compensaciones de costos al elegir el mejor espesor de cobre para su diseño.
¿Cómo afecta el grosor del cobre al ancho de la traza?
El ancho de la traza de la PCB se ve afectado por el grosor del cobre. Cuando la capa de cobre es más gruesa, el grosor de las trazas se puede hacer más pequeño, lo que hace que la PCB sea más pequeña en general. Pero una capa de cobre más delgada necesita anchos de traza más amplios para transportar la misma potencia.
¿Cómo afecta el grosor del cobre a la impedancia de una PCB?
La impedancia de la PCB, que es la resistencia al flujo de datos eléctricos, se ve afectada por el grosor del cobre. Una capa de cobre más gruesa reduce la impedancia de la PCB, lo que mejora la calidad de la señal y hace que sea menos probable que haya ruido o interferencia.
¿Cómo afecta el grosor del cobre a la fabricación de PCB?
El grosor del cobre afecta la forma en que se fabrican los PCB. Las capas de cobre más gruesas requieren más tiempo y corrientes más altas para electrochaparse, lo que aumenta el tiempo y el costo de fabricación.
¿Cómo afecta el grosor del cobre al ensamblaje de PCB?
El grosor del cobre cambia la forma en que se ensambla la PCB. Soldar partes a la PCB puede ser más desafiante si las capas de cobre son lo suficientemente gruesas. Además, las capas de cobre más inmensas pueden cambiar la planitud de la PCB, lo que puede causar problemas al ensamblarla.
¿Cómo afecta el grosor del cobre a las tolerancias para fabricar PCB?
Los límites para fabricar PCB dependen del grosor del cobre. Las tolerancias de fabricación deben ser más estrictas para mantener el mismo nivel de exactitud y precisión al fabricar capas de cobre más gruesas. Esto puede hacer que el costo y el tiempo para hacer que el producto suban.
¿Cómo afecta la cantidad de cobre en una PCB a su peso?
El peso de la PCB depende del grosor del cobre. Las capas de cobre más gruesas hacen que la PCB sea más pesada, lo que puede ser un problema cuando el peso es significativo.
¿Cómo afecta el grosor del cobre a la flexibilidad de una PCB?
La flexibilidad de la PCB se ve afectada por el grosor del cobre. Con más capas de cobre, la PCB es menos flexible y más rígida. Esto es algo a considerar cuando la PCB necesita ser flexible o flexible.
El espesor de una PCB es un factor esencial que afecta sus características eléctricas y térmicas. Esta pieza discutirá cómo hacer que las PCB tengan el grosor correcto, incluidos los materiales y métodos utilizados.
Elegir qué usar
El primer paso para hacer una placa de circuito impreso es elegir los materiales adecuados. Una PCB suele tener una capa de cobre encima de un material base, como FR-4. El ancho de la capa de cobre es esencial porque determina qué tan bien la PCB puede conducir la electricidad y el calor. El cobre es el mejor material para las PCB porque conduce bien la electricidad, se dobla fácilmente y es fácil trabajar con él.
Pero para elegir el espesor correcto de cobre, debe encontrar un equilibrio entre la eficiencia y el costo. Cuanto más cobre hay, mejor conduce la electricidad y el calor, pero más cuesta. La mayoría de los PCB tienen un espesor de 1 oz (35 micrones) de cobre por pie cuadrado. Es posible que se necesite una capa de cobre más gruesa, como 2 o 3 onzas por pie cuadrado, para aplicaciones o diseños de alta potencia que necesitan un mejor control térmico.
Métodos para obtener el espesor de cobre que desea
La galvanoplastia y el grabado con ácido son las dos formas principales de obtener el espesor de cobre que desea en una PCB. Cada método tiene ventajas y desventajas, y el que elija depende de las necesidades del diseño y de cuánto costará.
galvanoplastia
La galvanoplastia es la forma más popular de dar a una placa de circuito impreso la cantidad adecuada de espesor de cobre. En este proceso, se coloca una capa de cobre sobre el material del sustrato utilizando una corriente eléctrica. Primero, la base se limpia y prepara para eliminar cualquier suciedad u otras cosas que puedan entorpecer el proceso de galvanoplastia. Después de limpiar el material, se pone en un baño con una solución de sulfato de cobre.
Se llena un baño con una solución y se le coloca un electrodo. Luego, la solución se hace pasar por una corriente eléctrica. La corriente eléctrica atrae iones de cobre en la solución al material base. Allí, forman una capa de cobre. El grosor de la capa de cobre depende de cuánto tiempo lleve el proceso de galvanoplastia y qué tan fuerte sea la corriente.
La galvanoplastia es un proceso muy exacto que se puede realizar repetidamente. Esto lo hace perfecto para la producción en masa. También hace posible la creación de formas y diseños complicados porque la capa de cobre se puede colocar solo en ciertas partes del material del sustrato. Pero la galvanoplastia es más costosa que el grabado químico porque requiere herramientas y habilidades especiales.
Grabado con productos químicos
El grabado químico es otra forma de obtener el espesor de cobre que desea en una PCB. La galvanoplastia se usa primero para agregar una capa de cobre al material base en este proceso. Luego, el sustrato se cubre con una película de fotorresistencia, que solo se expone a la luz en ciertos lugares. Las partes de la fotoprotección que están expuestas a la luz se vuelven más complejas, mientras que las que no están expuestas a la luz permanecen blandas.
Luego, el material del sustrato se coloca en una solución grabadora, que elimina el cobre del material fotorresistente sin exposición a la luz. Luego se retira el material fotorresistente, dejando una capa de cobre con la cantidad deseada. El grabado químico es un proceso que es fácil de hacer y no cuesta mucho dinero. Esto lo hace perfecto para pequeñas tiradas de producción y prototipos. Pero no es tan preciso como la galvanoplastia, y la capa de cobre que produce puede tener un grosor diferente en todas partes.
Conclusión
En definitiva, placa de circuito impreso de cobre El ancho es una parte esencial del diseño de PCB que afecta qué tan bien funciona la placa, qué tan confiable es y cuánto cuesta. Elegir el mejor grosor de cobre depende de una serie de cosas, como la cantidad de energía necesaria, la frecuencia de la señal, cómo manejar el calor y cuánto costará. Al saber cuán importante es el grosor del cobre de una PCB y seguir las mejores prácticas, puede crear una PCB que sea confiable, rentable y satisfaga sus necesidades.
