您應該使用什么 PCB 銅厚度？

2021-07-30

您應該使用什么 PCB 銅厚度？

如果您是一名電子設計師，或者您剛剛開(kāi)始您的工程師職業(yè)生涯，那么 PCB 疊層可能是您最后要考慮的事情之一。我見(jiàn)過(guò)專(zhuān)業(yè)設計師以全力和熱情投入新設計，結果卻完全忘記了一些關(guān)鍵的電路板堆疊細節。PCB 銅厚度和電路板厚度等簡(jiǎn)單項目可能會(huì )被擱置一旁，但對于許多應用，您需要考慮這兩點(diǎn)，因為并非每塊電路板都將在標準的 1.57 毫米兩層 PCB 上制造。

在您的疊層中要考慮的一個(gè)重要點(diǎn)不僅是您的 PCB 電介質(zhì)厚度和總板厚，還包括銅厚度。銅厚度確實(shí)增加了阻焊層旁邊外層的總厚度，因此這不是一個(gè)微不足道的考慮點(diǎn)。那么什么時(shí)候應該選擇比制造商設定的標準值更厚的銅呢？如果您的設計會(huì )超出許多設計中常見(jiàn)的典型值，則需要考慮一些情況和指南。

PCB銅厚如何選擇

正如我上面提到的，您并不總是需要指定標準值以外的銅厚度。覆銅板上的典型 PCB 銅厚度為 0.5 oz/sq ft 或 1.0 oz/sq ft，盡管他們通?？梢愿鶕枰少徃氐你~，或者如果需要，他們可以將暴露的銅鍍到所需的厚度。這些額外的處理步驟或材料將需要一些額外的成本和時(shí)間，但它們并不困難，以至于任何 PCB 制造商都無(wú)法處理這樣的訂單。

當我們提到“厚度”時(shí)，我們實(shí)際上是在談?wù)撾娐钒逯惺褂玫你~的重量。下表顯示了以密耳、微米和重量為單位的銅厚度值之間的有用轉換表。

盡管上表最多只能達到 3.0 盎司/平方英尺，但您可以重得多。一些制造商提供重量高達 20 盎司/平方英尺（26.8 密耳或 0.34 毫米 PCB 銅厚度）的極重銅。

0.5 盎司/平方英尺還是 1.0 盎司/平方英尺？

所以您可能想知道，標準銅重量是指定為 0.5 盎司/平方英尺還是 1.0 盎司/平方英尺，還是真的很重要？事實(shí)是，對于只需要 0.5 盎司的設計?；?span> 1.0 盎司，兩者之間的電氣差異可以忽略不計。沒(méi)有“標準”的銅厚；一些制造商會(huì )將 1.0 oz/sq ft 放在他們的疊層中，有些會(huì )放 0.5 oz/sq ft，他們可能會(huì )在不同的層上混合它們。如果你知道你將使用誰(shuí)來(lái)制造你的電路板， 

這些值（或任何其他銅厚度）之間的主要區別是直流電阻；使銅箔更厚會(huì )使走線(xiàn)和平面的直流電阻更小。如果您需要在大型電路板上分配直流電源，那么您的電源調節器輸出和負載組件/電路之間可能會(huì )出現幾 mV 的電壓降。這再次變得重要，因為損失的功率會(huì )以熱量的形式消散，這將是決定電路板溫度升高的因素之一。我們將在下面詳細介紹。

為什么要在 PCB 中使用重銅？

并非每個(gè)人都需要厚銅，但如果您正在構建高電流板或需要在高溫下運行的板，您可能需要它。為幫助您確定所需的重銅量，IPC 制定了一些與電流限制、所需溫升和銅厚度/寬度相關(guān)的標準：

使用 IPC-2221 計算平面厚度： IPC-2221 發(fā)布了一個(gè)經(jīng)驗公式，可用于計算確定您的平面厚度所需的橫截面積。

使用 IPC-2152 列線(xiàn)圖進(jìn)行走線(xiàn)：此表可幫助您計算所需電流、溫升和銅重量所需的 PCB走線(xiàn)寬度，反之亦然。

確定所需的銅層厚度后，您可以使用上表獲得所需的銅重量，以滿(mǎn)足您的設計要求。

指定 PCB 銅厚

當您完成 PCB 并希望確保您的制造商了解您的設計數據（包括銅重量）時(shí)，請確保向您的制造商指定此數據。這里有一個(gè)重要的點(diǎn)需要注意：您的 Gerber 文件不會(huì )指定您的銅厚度。Gerber 文件只有 2D 格式，而不是 3D 格式。相反，您應該將此信息放入制造圖紙中的疊層表中，或者您至少應該生成可以發(fā)送給制造商的板層疊層報告：

為您的繪圖導出 DXF 文件：如果您有 AutoCAD 或其他繪圖程序等程序，則可以將 DXF 文件導入模板并生成繪圖文件。然后您可以將其導出為 PDF 并將其發(fā)送給您的制造商。

創(chuàng )建電路板堆棧報告：并非所有 ECAD 軟件都會(huì )自動(dòng)創(chuàng )建此繪圖。專(zhuān)業(yè)設計工具可以將其快速生成為 PDF 或 Excel 文件，您可以在規劃電路板時(shí)或在提交設計以供報價(jià)之前將其發(fā)送給制造商。

如果您提前要求對您的設計進(jìn)行審查，上面顯示的電路板堆棧報告與您的制造商將發(fā)送給您的圖紙類(lèi)型相同。它可能包括某些層的一些附加細節，例如特定阻抗目標所需的寬度。如果您需要使用重銅，請確保盡早將其傳達給制造商，以便他們幫助確保您遵循所需的設計規則。