Guía completa para el espesor de cobre de PCB

El grosor del cobre utilizado en las PCB tiene un impacto significativo en el rendimiento general y la confiabilidad de la placa. Ya sea que sea un diseñador de PCB, un ingeniero o un entusiasta de la electrónica, comprender la importancia del grosor del cobre es esencial para lograr la funcionalidad deseada y cumplir con los requisitos específicos de la aplicación. ¡Vamos a sumergirnos!

¿Qué es el espesor de cobre de PCB?

El espesor de cobre de PCB se refiere a la medición del espesor de la capa de cobre en una placa de circuito impreso y juega un papel vital en la determinación de la conductividad eléctrica, la disipación de calor y el rendimiento general de la PCB.

El espesor del cobre se mide comúnmente en onzas (oz), lo que representa el peso del cobre por pie cuadrado (oz/ft²) o en micrómetros (μm). Las opciones de espesor de cobre estándar para PCB van desde 0.5 oz (17 μm) a 3 oz (105 μm), aunque se pueden lograr espesores personalizados para requisitos específicos.

Grosor de cobre de PCB estándar

Aquí está la tabla de conversión de espesor de cobre

De acuerdo con la tabla, 1 onza de cobre es lo mismo que 1.37 mil, donde 1.37 mil es el espesor de una sola onza de cobre que se presiona y se extiende sobre un área de un pie cuadrado.

La mayoría de las empresas consideran que este es el espesor estándar de cobre para PCB. A menos que el comprador indique lo contrario, utilizará este grosor, y hay una buena razón para ello. Un cobre de 1 onza puede transportar corriente más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Como tal, son muy versátiles y puede usarlos en placas de circuito impreso tanto rígidas como flexibles.

¿Por qué usar cobre pesado en una PCB?

Si bien el cobre pesado no es un requisito para todos los PCB, se vuelve necesario en escenarios específicos, como la construcción de tableros de alta corriente o aquellos que funcionan a altas temperaturas. Para ayudarlo a determinar la cantidad de cobre pesado que necesita, el IPC ha desarrollado algunos estándares relacionados con los límites de corriente, el aumento de temperatura deseado y el espesor/ancho del cobre:

• Use IPC-2221 para grosor de plano: Los PCB de doble cara son más baratos que los diseños de 4 capas. Esto puede ahorrarle dinero, especialmente si está ordenando una gran cantidad.

• Use el nomógrafo IPC-2152 para trazas: Esta tabla lo ayuda a calcular un ancho de trazo de PCB requerido para una corriente, un aumento de temperatura y un peso de cobre deseados, o viceversa.

Los estándares de IPC brindan una referencia valiosa para los diseñadores, fabricantes y ensambladores de PCB, ya que ofrecen información sobre las mejores prácticas y los enfoques aceptados por la industria para la selección del grosor y el ancho del cobre en función de los límites actuales y el aumento de temperatura deseado. Al adherirse a estos estándares, los profesionales de PCB pueden garantizar la integridad y confiabilidad de sus diseños, cumpliendo con los requisitos eléctricos y térmicos necesarios de la aplicación.

Cómo seleccionar el espesor de cobre de PCB

Hay dos elementos clave a considerar al determinar el espesor óptimo de cobre para PCB. El primero es la capacidad actual del barril para un aumento de calor aceptable. El segundo es la resistencia mecánica determinada por el espesor del cobre, el tamaño del orificio y si hay o no vías de soporte.

No siempre es necesario especificar un espesor de cobre que no sea un valor estándar. El grosor típico de cobre de PCB en un laminado revestido de cobre será de 0.5 oz/pie cuadrado o 1.0 oz/pie cuadrado, aunque generalmente pueden obtener cobre más pesado según sea necesario, o pueden enchapar cobre expuesto al espesor deseado si es necesario. Estos pasos de procesamiento o materiales adicionales requerirán algunos costos y tiempo adicionales, pero no son tan difíciles como para que cualquier fabricante de PCB no pueda manejar dicho pedido.

Consideraciones de espesor de cobre para diferentes tipos de PCB

Cuando se trata de seleccionar el grosor del cobre para diferentes tipos de placas de circuito impreso (PCB), se pueden aplicar consideraciones específicas según la naturaleza del diseño de la PCB y su aplicación prevista. Aquí hay algunas consideraciones sobre el grosor del cobre para diferentes tipos de PCB:

• PCB de una sola cara: PCB de una cara tener trazas de cobre en un lado de la placa, mientras que el otro lado normalmente no es conductor. Para estas placas, el grosor del cobre generalmente está estandarizado y comúnmente disponible en opciones de 1 oz (35 μm) o 2 oz (70 μm). Es posible que se necesite cobre más grueso si el diseño requiere una mayor capacidad de carga de corriente o una mejor disipación del calor.

• PCB de doble cara: PCB de doble cara presenta trazas de cobre en ambos lados de la placa, conectadas a través de vías u orificios pasantes enchapados (PTH). La elección del grosor del cobre depende de factores como la complejidad del circuito, los requisitos actuales y las consideraciones de disipación de calor. Las opciones comunes de espesor de cobre para PCB de doble cara incluyen 1 oz (35 μm), 2 oz (70 μm) y 3 oz (105 μm).

• PCB multicapa: Los PCB multicapa consisten en múltiples capas de trazas de cobre separadas por material aislante (sustrato) e interconectadas a través de vías. La selección del grosor del cobre para las capas internas y externas puede diferir. El espesor de cobre de la capa interna es generalmente más delgado, típicamente oscila entre 0.5 μm (17 oz) y 2 μm (70 oz), mientras que el espesor de cobre de la capa externa suele ser más grueso, y oscila entre 1 μm (35 oz) y 3 μm (105 oz), dependiendo de los requisitos de diseño.

Reglas de espaciado mínimo de peso de cobre

El espacio mínimo entre las características de cobre en una placa de circuito impreso (PCB) depende del peso o grosor del cobre. Aquí hay algunas pautas generales para el espacio mínimo de peso de cobre:

Para garantizar un aislamiento eléctrico adecuado y un rendimiento confiable, se recomienda consultar las pautas de diseño proporcionadas por su Fabricante de PCB o use software de diseño con controles de reglas de diseño (DRC) integrados para verificar los requisitos de espacio mínimo en función del peso de cobre elegido.

Especificación del espesor de cobre de PCB

Cuando haya terminado su PCB y quiera asegurarse de que su fabricante comprenda los datos de su diseño, incluido el peso del cobre, asegúrese de especificar estos datos a su fabricante. Hay un punto importante a tener en cuenta aquí: sus archivos Gerber no especificarán el grosor de su cobre. Los archivos Gerber solo están en 2D, no en 3D. En su lugar, debe poner esta información en una tabla de apilamiento en los dibujos de fabricación, o al menos debe generar un informe de apilamiento de capas de placa que pueda enviar a su fabricante.

Nota: al especificar el espesor de cobre a un fabricante de PCB, es importante consultar sus pautas de diseño y proporcionar documentación clara que indique el peso o espesor de cobre deseado para cada capa. Comunicarse directamente con el fabricante y revisar las especificaciones antes de la producción es crucial para evitar malentendidos.

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