如何選擇合適的 PCB 銅厚度?

Ryan 是 MOKO 的高級電子工程師, 在這個行業有十多年的經驗. 專業從事PCB版圖設計, 電子設計, 和嵌入式設計, 他為不同領域的客戶提供電子設計和開發服務, 來自物聯網, 引領, 消費電子產品, 醫療等.
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印刷電路板上的銅跡線承載電子訊號並在組件和設備之間分配電力. 這種複雜的導電路徑網路使電路板上的所有功能元件能夠協調運行. 設計 PCB 時最重要的設計決策之一是確定適合走線的 PCB 銅厚度. 在本文中, 我們將仔細研究 PCB 中使用的常見銅厚度, 討論為什麼使用較厚的銅在高功率應用中是有利的, 並回顧設計人員在根據其特定電路要求和限制選擇最佳電路板銅厚度時必須考慮的關鍵因素. 讓我們潛入.

PCB中常用的銅厚度

銅厚是指層壓在銅箔上的重量 PCB基板, 以盎司每平方英尺表示 (盎司/平方英尺). 典型重量範圍為 0.5 盎司至 3 盎司:

0.5-1 盎司銅厚: 極薄的銅箔 0.0007 英吋厚. 用於輕量化, 需要緊密走線間距和薄板輪廓的低電流 PCB. 最小走線尺寸和間距非常小,銅厚度為一盎司.

1-2 盎司銅: 一般 PCB 設計的標準和最常見的銅重量. 它提供了電熱性能和可製造性的平衡. 適用於大多數中等複雜程度的 PCB.

3 盎司銅: 被認為是重銅 PCB. 對於大電流電源電路來說足夠堅固, 在過熱或壓降成為問題之前,每條跡線可處理高達約 8-10A 的電流. 它提供了增強的穩定性和可靠性.

為什麼在 PCB 中使用重銅?

雖然使用厚銅箔會增加 PCB 成本, 它具有重要的優勢,使其成為高功率電路設計的正確選擇:

  • 處理更高的電流而不會出現過熱痕跡 – 銅越厚電阻越低, 允許更多電流流動而不會過度電阻加熱. 這可以防止因溫度過高而造成的損壞.
  • 高電流下走線電壓降更低 – 較厚的銅跡線可減少沿跡線長度不必要的壓力降, 確保訊號和功率在 PCB 上以正確的電平傳輸.
  • 改善散熱和熱管理 – 銅是優良的導熱體. 重銅充當散熱器, 快速將熱量從熱點傳導走,並將其分佈到更大的區域進行消散. 這使得電路能夠在較高溫度下正常運作.
  • 可承受高溫和反覆熱循環 – 與薄箔相比,厚銅的高熱質量和導電率使其更能抵抗高溫和重複加熱/冷卻循環造成的損壞.
  • 減少 電磁干擾 與較細的走線相比 – 與具有相同電流的細跡線相比,較粗的跡線產生的電磁幹擾較少, 由於交流電阻降低. 這種 EMI 降低有利於 EMC 合規性.
  • 提高整體可靠性和產品壽命 – 優越的電流容量, 熱性能, 和耐用性 厚銅PCB 提高可靠性和產品可用壽命, 尤其是在要求高功率的環境中.
    厚銅PCB

如何選擇PCB銅厚?

為特定設計選擇最佳 PCB 銅厚度需要考慮幾個相互關聯的因素:

  • 目前水平 – 每條跡線中的預期最大電流決定了避免過熱所需的最小厚度. 例如, 承載超過 5A 電流的走線通常需要更厚的 2 盎司或更多銅. 將厚度與電流相匹配.
  • 層數 – 具有更多銅層的 PCB 整體上可以使用更薄的銅, 因為電流可以分成多層. 一種 2-層板 對於相同的電流,與 4 層或 6 層板相比,通常需要更厚的 2 盎司銅.
  • 目標跡線電阻 – 在其他條件相同的情況下,較低的電阻需要較粗的走線. 計算所需跡線寬度下不同厚度的每單位長度電阻,以滿足電阻目標.
  • 成本 – 較厚的銅材料本質上比較薄的材料成本更高. 權衡成本增加與電氣性能優勢以符合預算.
  • 製造限制 – 超過2盎司的厚銅可能需要特殊的加工設備. 它還會影響可實現的跡線分辨率, 走線之間的間距, 和配準精度. 諮詢製造商能力.
  • 熱負荷 – 仔細計算 PCB 中的整體熱功耗,確保銅能夠擴散和散熱而不會過熱. 考慮環境溫度和空氣/液體冷卻選項.

最後的想法

在 PCB 設計中選擇最佳銅厚度是一項複雜的平衡行為,需要徹底分析預期電流負載, 散熱特性, 可製造性限制, 和材料成本權衡. 較重的銅重量具有出色的電流容量和熱性能,但代價是增加了電路板尺寸和費用. PCB 設計人員必須明智地將走線銅厚度與應用的電氣需求和限制相匹配, 同時考慮所有相互依賴的設計因素. 做出明智的走線厚度決策, 可以在可用預算和製造能力範圍內最大限度地提高電路板性能. 聯繫我們 如果您需要協助確定下一個 PCB 的理想銅重量.

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Ryan 是 MOKO 的高級電子工程師, 在這個行業有十多年的經驗. 專業從事PCB版圖設計, 電子設計, 和嵌入式設計, 他為不同領域的客戶提供電子設計和開發服務, 來自物聯網, 引領, 消費電子產品, 醫療等.
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