Mit der rasanten Entwicklung elektronischer Produkte sind Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCBs) zu einer Kernkomponente elektronischer Geräte geworden. Aber wussten Sie, dass ein scheinbar kleiner Parameter – die Kupferdicke – tatsächlich die Leistung und Lebensdauer der gesamten Leiterplatte bestimmt?

Heute wollen wir tiefer in die entscheidende Rolle der Kupferdicke bei der PCB-Herstellung eintauchen!

Was ist die Kupferdicke einer Leiterplatte?

Bei der PCB-Herstellung bezieht sich die Kupferdicke auf die Dicke der Kupferfolie, die üblicherweise in Unzen (oz) gemessen wird, was dem Gewicht der Kupferfolie pro Quadratfuß entspricht. Gängige Spezifikationen sind:

17,5 μm (0,5 oz)

35 μm (1 oz)

70 μm (2 oz)

Unterschiedliche Kupferdicken sind für unterschiedliche elektrische Leistungsanforderungen und Anwendungsszenarien geeignet. Im Folgenden werden wir anhand der Abbildungen 1-3 seine drei Hauptrollen in Leiterplatten untersuchen!

Kupfer ist das primäre leitfähige Material auf Leiterplatten, und Variationen in der Kupferdicke wirken sich direkt auf die Gesamtleitfähigkeit der Platine aus.

Wenn die Kupferschicht zu dünn ist, verringert sich die Strombelastbarkeit, was zu Signalabschwächung und Spannungsinstabilität führt.

Wenn die Kupferschicht zu dick ist, verbessert sie zwar die Leitfähigkeit, erhöht aber auch die Kosten und die Verarbeitungsschwierigkeiten. Sie kann auch zu Defekten durch starkes Klebstoffausbluten führen.

Designempfehlung: 1 oz Kupferdicke ist die Mainstream-Wahl für herkömmliche Leiterplatten. Für spezielle Anforderungen (z. B. hoher Strom) können 2 oz in Betracht gezogen werden, aber die Prozesskompatibilität sollte berücksichtigt werden.

In Geräten mit steigendem Stromverbrauch ist eine gute Wärmeableitung entscheidend.

Kupfer leitet nicht nur Elektrizität, sondern auch Wärme. Dickere Kupferschichten verteilen die Wärme schneller und gleichmäßiger, wodurch die Oberflächentemperaturen der Komponenten gesenkt und die Lebensdauer der Komponenten verlängert wird.

Zusätzlich zur Auswahl der geeigneten Kupferdicke kann Kupfer in ungenutzten Bereichen hinzugefügt werden, um zusätzliche Wärmeableitungspfade zu schaffen und die Gesamteffizienz der Wärmeableitung der Platine zu verbessern.

Leiterplatten sind nicht nur leitfähige Netzwerke, sondern auch entscheidende mechanische Strukturen.

✔ Eine angemessene Kupferdicke verbessert die Biegefestigkeit der Platine und reduziert Risse und Lötstellenverluste im Laufe der Zeit.
✔ Sie erhöht auch die Festigkeit der Lötpads, verbessert die Zuverlässigkeit der Lötstellen und reduziert kalte und falsche Lötstellen.

Für Produkte, die eine hohe mechanische Festigkeit erfordern (z. B. Automobil- und Industriesteuerung), ist die Kupferdicke entscheidend!

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Kupferdicke mag ein kleiner Faktor sein, aber sie hat eine enorme Auswirkung!

Eine hochwertige Leiterplatte muss ein Kupferdickendesign haben, das genau richtig ist.

Für eine stabile Leitfähigkeit sollte das Kupfer nicht zu dünn sein.
Für eine schnelle Wärmeableitung sollte das Kupfer nicht vernachlässigt werden.
Für hohe Festigkeit sollte das Kupfer nicht gespart werden.

Bei der Konstruktion ist es entscheidend, verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, darunter funktionale Anforderungen, Stromfluss, Wärmeableitungsanforderungen und Herstellungskosten, um die optimale Kupferdicke zu bestimmen.