Unter den zahlreichen Parametern von Leiterplatten spielen Standards für die Dicke der Kupferfolie eine entscheidende Rolle. Es wirkt sich direkt auf die Effizienz und Stabilität der Stromübertragung aus und hängt mit der Leistung des gesamten elektronischen Systems zusammen.
1, Allgemeine Spezifikationen für die Dicke der Kupferfolie
Die Dicke der Kupferfolie auf Leiterplatten wird üblicherweise in Unzen oder Mikrometern gemessen. In der Industriepraxis sind die gängigen Spezifikationen vielfältig und reichlich vorhanden. . 1Unzen, etwa 35 μm, gelten als die gängigste und am weitesten verbreitete Dicke. Ganz gleich, ob es sich um Motherboards für alltägliche Computer, Platinen für Tablets oder herkömmliche Leiterplatten für Unterhaltungselektronik handelt, diese Dicke wird häufig verwendet, da sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Leitfähigkeit und Kosten erreicht und die Anforderungen der meisten allgemeinen Schaltkreise erfüllen kann. Kupferfolie mit einer Dicke von 2 Unzen ist äußerst effektiv in Bereichen, in denen eine strenge Strombelastbarkeit erforderlich ist, wie z. B. Hochleistungsmodulleiterplatten und Hochleistungsgeräteleiterplatten in Industriequalität. In diesen Szenarien fließt weiterhin ein hoher Strom, und eine dickere Kupferfolie kann den Widerstand, die Wärmeerzeugung und den Energieverlust wirksam reduzieren und so einen stabilen Betrieb des Schaltkreises gewährleisten. . 0.5Unzen dünne Kupferfolie wird aufgrund ihrer Vorteile, dass sie leicht ist und wenig Platz einnimmt, in elektronischen Produkten mit starkem Bedarf an Miniaturisierung und geringem Gewicht sehr bevorzugt. Beispielsweise können Leiterplatten für tragbare Geräte wie Smartwatches und Bluetooth-Kopfhörer ein präzises Schaltungslayout auf begrenztem Raum erreichen. Darüber hinaus können bei einigen speziell angepassten Leiterplatten mit extrem hohen Anforderungen an die Stromführung oder Wärmeableitung auch 3oz, 4oz oder sogar noch dickere Kupferfolien verwendet werden.
2, Auswahlkriterien für die Dicke in verschiedenen Szenarien
Elektronische Produkte: Am Beispiel von Mobiltelefonen ist der Innenraum kostbar und erfordert die Integration mehrerer Funktionsmodule. Auf der Leiterplatte wird meist Kupferfolie mit einer Dicke von 0,5 bis 1 Unze verwendet. Einerseits ist der Strom des Mobiltelefons während des Betriebs relativ gering, sodass keine dicke Kupferfolie erforderlich ist, um hohen Strom zu führen. Andererseits kann eine dünnere Kupferfolie die Dicke und das Gewicht der Leiterplatte reduzieren, was dem Trend zum Leichtbau bei Mobiltelefonen entspricht. Gleichzeitig können parasitäre Effekte bei der Signalübertragung reduziert, die Signalintegrität sichergestellt und die Kommunikationsqualität verbessert werden.
Industrielle Steuerungsgeräte: Die industrielle Umgebung ist komplex und der Betrieb der Geräte geht oft mit Hochspannung und hohem Strom einher. Auf der Leiterplatte großer Motorsteuerungen wird häufig Kupferfolie mit einer Dicke von 2 Unzen oder mehr verwendet. Dicke Kupferfolie hält starken Stromstößen stand, reduziert die durch Widerstände verursachte Erwärmung, erhöht die Zuverlässigkeit und Stabilität von Leiterplatten in rauen Industrieumgebungen, vermeidet Fehler durch Überhitzung und Überstrom und gewährleistet die Kontinuität der industriellen Produktion.
Hochfrequenzkommunikationsgeräte: In Hochfrequenzkommunikationsszenarien wie 5G-Basisstationsplatinen sind die Anforderungen an die Dicke der Kupferfolie präziser. Es ist notwendig, eine gute Leitfähigkeit sicherzustellen und gleichzeitig Signalübertragungsverluste zu reduzieren. Normalerweise wird Kupferfolie mit einer Dicke von etwa 1 Unze und kombiniert mit speziellen Oberflächenbehandlungsverfahren ausgewählt. Eine dünnere Kupferfolie kann die Auswirkungen des Skin-Effekts reduzieren, den Energieverlust während der Signalübertragung auf der Kupferfolienoberfläche minimieren, eine effiziente und stabile Übertragung von Hochfrequenzsignalen gewährleisten und die strengen Anforderungen der 5G-Kommunikation an hohe Geschwindigkeit und geringe Latenz erfüllen.
3, Der Einfluss von Dickenstandards auf die Leistung von Leiterplatten
Leitfähigkeit: Die Dicke der Kupferfolie hängt eng mit ihrer Leitfähigkeit zusammen. Mit zunehmender Dicke nimmt die Querschnittsfläche zu und der Widerstand nimmt entsprechend ab. Nach dem Ohmschen Gesetz ist bei gleicher Spannung die Stromübertragung umso gleichmäßiger und der Leistungsverlust umso geringer, je kleiner der Widerstand ist. In Hochstrom-Stromversorgungsleitungen kann die Verwendung von 2-Unzen-Kupferfolie den Spannungsabfall in der Leitung erheblich reduzieren und die Effizienz der Stromübertragung im Vergleich zu 1-Unzen-Kupferfolie verbessern.
Wärmeableitungsfähigkeit: Wenn die Leiterplatte in Betrieb ist, erzeugt sie durch den Stromfluss Wärme. Kupferfolie ist einer der Hauptwärmeableitungskanäle und ihre Dicke beeinflusst den Wärmeableitungseffekt. Dicke Kupferfolie hat einen breiteren Wärmeleitungspfad und kann Wärme schneller ableiten. Bei Hochleistungs-LED-Beleuchtungstreiberplatinen trägt die Verwendung dicker Kupferfolie dazu bei, die Temperatur der LED-Chips zu senken, ihre Lebensdauer zu verlängern und die Gesamtleistung des Beleuchtungssystems zu verbessern.
Mechanische Festigkeit: Eine dickere Kupferfolie kann die mechanische Festigkeit von Leiterplatten bis zu einem gewissen Grad verbessern. In Szenarien, in denen elektronische Produkte Vibrationen und Stößen ausgesetzt sein können, kann eine dicke Kupferfolie die Leiterplatte biegefester und weniger bruchanfällig machen, wodurch die Stabilität der internen Schaltkreisverbindungen gewährleistet und das Risiko von Stromkreisunterbrechungen, Kurzschlüssen und anderen Fehlern durch mechanische Beanspruchung verringert wird.