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Was gilt als Dickkupferplatine?

Drei Unzen je Lage sind die übliche Schwelle. Die nützlichere Frage ist, was dieses Gewicht mit Toleranz, Plattendicke und der Messung einer Leiterbahn macht.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

2 Min. Lesezeit

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Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

Die Definition ist ein Gewicht, keine Dicke

Das Kupfergewicht ist das Gewicht der Folie je Quadratfuß, von der Branche mit etwa 35 µm je Unze umgerechnet. Eine Unze sind also rund 35 µm, drei Unzen etwa 105 µm und zwanzig Unzen etwa 700 µm. Eine Platine mit 3 oz oder mehr auf einer Innen- oder Außenlage wird als Dickkupfer verkauft.

Die Bezeichnung zählt weniger als das, was sie bedeutet. Widerstand, Wärmespreizung und Ätzverhalten folgen alle dem Querschnitt des Leiters, und der Prozess muss sich ändern, sobald dieser Querschnitt keine dünne Folie mehr ist.

Toleranz gehört zur Definition

Dicke Kupferleiterbahnen sind im Querschnitt nicht rechteckig: Das Ätzen unterätzt die oberen Kanten, die Galvanik rundet den Niederschlag, und die Dicke schwankt mit der Mustergröße über den Nutzen. Eine Toleranz von ±20 % auf Leiterbreite, Abstand und Dicke ist aus diesem Grund normal, und sie steht in der Zeichnung, statt am Schliff entdeckt zu werden.

Diese eine Zahl erklärt den größten Teil der Designschwierigkeit. Auf einer 105 µm dicken Lage sind ±20 % etwa ±21 µm Breite — genug, um einen feinen Spalt zu schließen, der auf das Standardminimum gezeichnet war.

Was sich auf der Platine ändert

  • Strukturgröße. 0,06 mm Leiterbahn und Abstand bleiben auf feinen Lagen verfügbar, das Minimum auf einer dicken Lage wird durch ihr Kupfergewicht bestimmt und im DFM vereinbart.
  • Wärmepfad. Kupfer leitet Wärme mit etwa 401 W/m·K, eine Größenordnung über dem Laminat, deshalb spreizt dickes Kupfer Wärme seitlich unter Leistungsbauteilen.
  • Ebenheit. Dickes Kupfer nur auf einer Seite wirft den Nutzen beim Laminieren; der Aufbau wird symmetrisch gehalten, wo das Design es zulässt, und Verzug und Verdrehung bleiben bei 0,7 %.
  • Bestückung. Ein dickes Pad hält Wärme, deshalb werden Wärmeerleichterungen und Reflowprofile auf die zusätzliche thermische Masse eingestellt.

Wo das Gewicht seine Kosten verdient

Dickkupfer erscheint dort, wo die Platine Teil des Strompfads ist: Schaltnetzteile und Wandler, Motorantriebe und Wechselrichter, Schweiß- und Galvanikanlagen, Solar-Mikrowechselrichter und 48-V-Automotivelektronik. Die Seiten Industriesteuerung, erneuerbare Energien und Automobil und Fahrzeuge beschreiben diese Anwendungen ausführlicher.

Eine Dickkupferplatine kalkulieren

Senden Sie den Gerbersatz mit dem Kupfergewicht je Lage, den Strom je Netz, die Umgebungstemperatur und die zulässige Erwärmung, die Fertigdicke und die Menge. Diese fünf Angaben bestimmen den Lagenaufbau; ohne sie ist ein Dickkupfer-Angebot nur eine Schätzung. Die angegebenen Grenzen stehen auf der Seite Dickkupferplatinen und der Leistungsseite, Prototypen laufen in 1–3 Tagen.

Technische Spezifikationen

Schwelle für Dickkupfer
3 oz je Lage (etwa 105 µm)
Kupfer auf Außenlagen
0,5–20 oz (bis etwa 700 µm)
Kupfer auf Innenlagen
0,5–10 oz
Leitertoleranz
typisch ±20 % bei Breite, Abstand und Dicke
Plattendicke
0,1–6,0 mm

Häufig gestellte Fragen

  • Ab welchem Kupfergewicht gilt eine Platine als Dickkupfer?

    Drei Unzen je Lage — etwa 105 µm — sind die übliche Schwelle der Branche. Standardplatinen liegen bei 0,5–2 oz. Hitech Circuits kalkuliert 0,5–20 oz auf Außenlagen und 0,5–10 oz auf Innenlagen, der dicke Bereich beginnt also dort, wo gewöhnliche Folie aufhört, und reicht bis etwa 700 µm.

  • Warum ist die Toleranz auf einer dicken Leiterbahn größer als bei 1 oz Folie?

    Das Ätzen trägt Kupfer gleichzeitig von oben und von der Seite einer Leiterbahn ab, deshalb ist die Unterätzung auf einer 105 µm dicken Lage ein viel größerer Anteil der fertigen Breite als bei 35 µm Folie. Auch die Galvanik baut die Dicke über den Nutzen ungleich auf. Ein Band von ±20 % auf Leiterbreite, Abstand und Dicke ist deshalb der normale Ausgangspunkt, engere Grenzen werden je Design angegeben.

  • Verändert Dickkupfer die fertige Plattendicke?

    Ja. Eine Außenlage mit 20 oz sind etwa 700 µm Kupfer je Seite, das Kupfer allein kommt damit der Dicke eines dünnen Laminats nahe. Hitech Circuits fertigt Platinen von 0,1 mm bis 6,0 mm Fertigdicke, und der Lagenaufbau muss mit dem Kupfer gewählt werden statt danach angepasst.

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