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O que conta como PCB de Cobre Pesado?

Três onças por camada é o limite usual. A pergunta mais útil é como esse peso afeta a tolerância, a espessura da placa e a medição do traço.

Redação técnica da Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricação e montagem de PCB

3 min de leitura

Publicado:

Última atualização:

Revisão técnica: Números de processo verificados com a nossa ficha de capacidades publicada.

A definição é de peso, não de espessura

O peso do cobre é o peso da folha por pé quadrado, convertido pela indústria em cerca de 35 µm por onça. Uma onça, portanto, tem aproximadamente 35 µm, três onças cerca de 105 µm e vinte onças cerca de 700 µm. Uma placa com 3 onças ou mais em uma camada interna ou externa é vendida como cobre grosso.

O rótulo importa menos do que o que ele implica. A resistência, a dissipação de calor e o comportamento de corrosão seguem a seção transversal do condutor, e o processo precisa ser alterado quando essa seção transversal deixa de ser uma folha fina.

A tolerância faz parte da definição

As pistas de cobre grosso não são retangulares em seção transversal: a corrosão cria sulcos nos cantos superiores, a galvanoplastia arredonda o depósito e a espessura varia com a densidade do padrão no painel. Uma tolerância de ±20% na largura, espaçamento e espessura do condutor é normal por esse motivo, e é especificada no desenho em vez de ser descoberta na seção transversal.

Esse único número explica a maior parte da dificuldade de projeto. Em uma camada de 105 µm, ±20% corresponde a cerca de ±21 µm de largura — o suficiente para fechar uma pequena folga que foi desenhada com o mínimo padrão.

O que isso altera na placa

  • Dimensões dos elementos. Linhas e espaços de 0,06 mm permanecem disponíveis em camadas com elementos finos, mas o mínimo em uma camada espessa é definido pela sua espessura de cobre e acordado no DFM (Design for Manufacturing).

  • Caminho do calor. O cobre conduz calor a aproximadamente 401 W/m·K, uma ordem de magnitude acima do laminado, portanto, o cobre espesso dissipa o calor lateralmente sob os componentes de potência.

  • Planicidade. A espessura do cobre em apenas um lado curva o painel durante a laminação; a disposição das camadas é mantida simétrica onde o projeto permite, e a curvatura e a torção são limitadas a 0,7%.

  • Montagem. Uma área de contato espessa retém calor, portanto, alívios térmicos e perfis de refluxo são configurados para a massa térmica extra.

Onde o peso justifica o custo

O cobre pesado aparece onde a placa faz parte do circuito condutor: fontes de alimentação e conversores chaveados, inversores e acionadores de motores, equipamentos de soldagem e galvanoplastia, microinversores solares e componentes automotivos de 48 V. As páginas de controle industrial, energia renovável e automotivo descrevem essas aplicações com mais detalhes.

Orçamento para placa de cobre espessa

Envie o conjunto Gerber com a espessura do cobre em cada camada, a corrente que cada rede suporta, a temperatura ambiente e o aumento de temperatura permitido, a espessura final e a quantidade. Essas cinco informações definem a composição da camada; sem elas, um orçamento para placa de cobre espessa é apenas um palpite. Os limites publicados estão na página de PCB de cobre espesso e na página de recursos, e os protótipos ficam prontos em 1 a 3 dias.

Especificações técnicas

Soleira de cobre maciço
3 onças por camada (cerca de 105 µm)
camada externa de cobre
0,5–20 oz (até cerca de 700 µm)
camada interna de cobre
0,5–10 onças
Tolerância do condutor
±20% típico em largura, espaçamento e espessura.
Espessura da placa
0,1–6,0 mm

Perguntas frequentes

  • A partir de qual gramatura de cobre uma placa passa a ser considerada de cobre pesado?

    Três onças por camada — cerca de 105 µm — é o limite usual da indústria. As placas padrão têm entre 0,5 e 2 onças. A Hitech Circuits indica entre 0,5 e 20 onças nas camadas externas e entre 0,5 e 10 onças nas camadas internas, portanto, a faixa de alta espessura começa onde a folha metálica comum termina e continua até aproximadamente 700 µm.

  • Por que a tolerância em uma camada espessa é maior do que em uma folha de alumínio de 1 oz?

    A corrosão remove o cobre da parte superior e lateral de uma pista simultaneamente, portanto, em uma camada de 105 µm, o rebaixo representa uma parcela muito maior da largura final do que em uma folha de 35 µm. A galvanoplastia também gera espessura irregular ao longo do painel. Uma faixa de ±20% na largura, espaçamento e espessura do condutor é, portanto, o ponto de partida normal, e limites mais rigorosos são especificados para cada projeto.

  • O uso de cobre em grande quantidade altera a espessura final da placa?

    Sim. Uma camada externa de 20 oz tem cerca de 700 µm de cobre por lado, então o cobre sozinho se aproxima da espessura de um laminado fino. A Hitech Circuits fabrica placas com espessura final de 0,1 mm a 6,0 mm, e a configuração das camadas precisa ser escolhida levando em consideração a espessura do cobre, em vez de ser ajustada posteriormente.

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