Mesma pista, o dobro de cobre
Uma onça de cobre tem cerca de 35 µm de espessura, duas onças têm cerca de 70 µm. Dobrar a espessura dobra a seção transversal de cada pista nessa camada, então a resistência cai pela metade: uma pista de 1 oz tem aproximadamente 0,5 mΩ por quadrado, uma pista de 2 oz tem aproximadamente 0,25 mΩ.
Esse é todo o argumento elétrico. Todo o resto — custo, tamanho mínimo do elemento, controle de corrosão, planicidade do painel — decorre do processo necessário para produzir a camada mais espessa.
O que a resistência proporciona
Considere uma corrente de 1 A passando por uma rede de 100 quadrados de comprimento. Com 0,5 mΩ por quadrado, a pista dissipa cerca de 0,5 mW por quadrado, 50 mW no total, com uma queda de tensão de cerca de 49 mV. Com 2 oz, a mesma rede tem uma queda de tensão de cerca de 25 mV e dissipa 25 mW.
Em uma pista de 3,3 V, esses valores determinam se o projeto tem margem de segurança. Em uma pista de 48 V, a queda de tensão importa muito menos, e o aumento de temperatura — não a queda — torna-se o motivo para adicionar cobre.
Custo e regras de projeto
A espessura do cobre é comprada duas vezes: na folha e no tempo de revestimento necessário para atingi-la. Folhas mais espessas também sofrem corrosão de forma diferente, portanto, a largura mínima da linha e o espaço que um fabricante pode manter aumentam conforme a espessura aumenta. Uma placa que precisa de elementos de 0,06 mm e 2 oz em todos os lugares é mais difícil de construir do que uma que mantém o cobre espesso em planos e com grandes áreas de preenchimento.
Três consequências práticas:
Layout primeiro, espessura depois. Alargue a pista para o espaço disponível e, em seguida, escolha a espessura do cobre que atenda à meta de aumento de temperatura.
Mantenha o cobre espesso onde há corrente. Uma estrutura mista com 2 oz nas camadas de potência e 1 oz nas camadas de sinal é mais barata do que uma construção uniforme de 2 oz e geralmente tão boa quanto.
Verifique o conector, não apenas a pista. Uma pista grossa alimentando um conector de passo fino desloca o gargalo em vez de eliminá-lo.
Escolhendo entre eles
Para a maioria das placas digitais e analógicas de baixo consumo, 1 oz é suficiente e recursos de 0,06 mm valem mais do que cobre extra. Para fontes de alimentação, estágios de motores e componentes de baterias, 2 oz é o ponto de partida usual e, onde o caminho da corrente não pode ser alargado, o projeto passa a utilizar cobre mais espesso.
Se a corrente e a largura disponível indicarem mais de 3 oz, a página de PCB de cobre espesso lista a faixa publicada (0,5–20 oz externo, 0,5–10 oz interno) e o guia de projeto explica o que precisa mudar no layout antes de orçar.
