¿Tienes problemas para elegir el grosor del cobre para tu PCB? Yo también experimenté esa confusión antes de quemar circuitos. Equivocarse en esto es una pérdida de tiempo y dinero. Pasé años probando placas para resolver este problema.
El grosor máximo de cobre disponible depende del tipo de PCB y sus necesidades: las placas estándar usan de 35 µm (1 oz) a 105 µm (3 oz), el cobre pesado comienza en 140 µm (4 oz) y los fabricantes especializados pueden alcanzar hasta 560 µm (16 oz) para las capas externas mediante procesos personalizados.
Ahora analicemos las especificaciones del cobre pesado y los trucos de diseño para evitar fallos comunes.
¿Qué define realmente una PCB de cobre pesado?
¿Te confunden las etiquetas de "cobre pesado"? Perdí semanas descifrando definiciones vagas. Ignoren estos términos de marketing y presten más atención a la ingeniería real.
Una PCB de cobre verdaderamente pesada utiliza pesos de cobre que superan los límites estándar: a partir de 140 µm (4 oz) de espesor por capa, centrándose en el manejo de alta potencia sin depender de disipadores de calor externos ni recubrimiento adicional.
Entendiendo las categorías de peso del cobre
No todas las placas de cobre gruesas se consideran "pesadas". Las clasifico en tres niveles a continuación. Esta división cambió mi forma de diseñar placas.
| Peso del cobre | Espesor (métrico) | Características principales | Usos comunes |
|---|---|---|---|
| Estándar | 35-105 µm (1-3 oz) | Grabado fácil | Dispositivos de consumo, sensores |
| Pesado | 140-420 µm (4-12 oz) | Disipación de calor mejorada | Fuentes de alimentación, vehículos eléctricos |
| Extremo | 420-700 µm (12-20 oz) | Proceso de recubrimiento personalizado | Aeroespacial, máquinas industriales |
El espesor del metal determina directamente el rendimiento. El cobre estándar se funde bajo cargas pesadas. Mi primera PCB para drones falló en este caso. El cobre pesado maneja el calor mediante una física simple: más masa equivale a mayor tolerancia. Concéntrese en el espesor capa por capa. Ignore las modificaciones superficiales: los diseños verdaderamente pesados incorporan cobre grueso internamente. Este enfoque puede duplicar el tiempo de funcionamiento en entornos cálidos. Utilice medidas precisas en lugar de términos imprecisos. Ignore los milímetros: las micras y las onzas importan más.
¿Cómo superar los desafíos del diseño de PCB de cobre pesado?
¿Frustrado por el sobrecalentamiento o las pistas agrietadas? Después de tres prototipos fallidos, desarrollé una solución sencilla. Comience con la etapa de recubrimiento. Superar los problemas de diseño del cobre en dos pasos: aumentar el tiempo de grabado en un 40 % para obtener líneas limpias y añadir almohadillas de alivio térmico debajo de los componentes para evitar fracturas en el cobre de las ranuras causadas por la tensión térmica.
Reglas críticas de diseño para cobre de mayor espesor
Equilibrar la eficiencia y la capacidad de fabricación requiere tácticas específicas. Los errores de revisión me costaron 32 000 $.
| Desafío | Solución | Índice de efectividad |
|---|---|---|
| Grabado desigual | Usar grabado escalonado | Reducción de fallos del 90 % |
| Riesgo de delaminación | Aplicar refuerzo de preimpregnado | 95 % de pases de placa |
| Recubrimiento desequilibrado | Aumentar las zonas de cobre | Estabilidad del espesor del 80 % |
| Agrietamiento de componentes | Almohadillas de alivio térmico | Roturas de componentes casi nulas |
Un mayor uso de cobre genera problemas de desequilibrio térmico. Mi primer lote deformó el 50 % de las placas. Prediga fallos con el software de simulación ANSYS. Acorte las pistas. Aumente el espacio entre las almohadillas. Trabaje con fabricantes de confianza. Solicite primero cupones de muestra. Elija materiales robustos. El FR4 se agrieta a partir de 177 g (6 oz). Cambie a alternativas de poliimida. Olvídese del taladrado convencional. En su lugar, utilice fresado de profundidad controlada.
¿Cuánto grosor tiene 85 g (3 oz) de cobre en una PCB?
¿Dimensionar circuitos parece imposible? Una vez calculé mal el grosor a ojo, lo que provocó riesgo de incendio. ¡Mida correctamente!
3 oz de cobre equivalen a 105 micrómetros (µm) de espesor por pie cuadrado: esto refleja la conductividad máxima para cargas térmicas moderadas, manteniendo un espesor lo suficientemente fino como para evitar problemas de grabado.
Información sobre el Espesor del Cobre en el Mundo Real
Las herramientas de conversión profesionales ayudan a los ingenieros a evitar conjeturas. Compare estas métricas en lugar de adivinar en los talleres.
| Unidad de Medida | Valor de 3 oz de Cobre | Comparación con Objetos Comunes |
|---|---|---|
| Micras (µm) | 105 | Ancho de un cabello humano (80-100 µm) |
| Milésimas (0.001 pulg.) | 4.1 | Borde de una tarjeta de presentación (10 milésimas) |
| Pulgadas | 0,0041 | Lámina estándar (0,001 pulgadas) |
Olvídese de las estimaciones aproximadas: Verifico con cupones de prueba JEDEC. El manejo de capas mixtas es importante. Las capas externas a veces se distribuyen de forma desigual debido a problemas de recubrimiento. Calcule el espesor total de la placa: añada capas dieléctricas al núcleo. Controle la uniformidad del cobre mediante informes de microsección después del grabado. Solicite fotos. Dimensiones incorrectas para el ajuste de los componentes del bloque. Consulte estándares de producto como IPC-6012B.
Conclusión
La elección del espesor del cobre depende de la escala del proyecto: comience probando placas de 1-3 oz, pero aumente a cobre grueso cuando maneje más de 15 A. Mida dos veces y diseñe una.
