ทำไมนักออกแบบ PCB จำนวนมากถึงเลือกวางทองแดง?

หลังจากเนื้อหาการออกแบบทั้งหมดของ PCB ได้รับการออกแบบมาแล้วมันมักจะดำเนินการขั้นตอนสำคัญของขั้นตอนสุดท้าย - วางทองแดง

1 (1)

เหตุใดจึงทำให้ทองแดงวางในตอนท้าย? คุณไม่สามารถวางมันลงได้หรือไม่?

สำหรับ PCB บทบาทของการปูทองแดงนั้นค่อนข้างมากเช่นการลดความต้านทานต่อพื้นดินและปรับปรุงความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซง เชื่อมต่อกับลวดภาคพื้นดินลดพื้นที่ลูป และช่วยในการระบายความร้อนและอื่น ๆ

1, ทองแดงสามารถลดความต้านทานต่อพื้นดินรวมทั้งให้การป้องกันการป้องกันและการปราบปรามเสียงรบกวน

มีกระแสชีพจรสูงสุดในวงจรดิจิตอลจำนวนมากดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดความต้านทานต่อพื้นดิน การวางทองแดงเป็นวิธีทั่วไปในการลดความต้านทานต่อพื้นดิน

ทองแดงสามารถลดความต้านทานของลวดภาคพื้นดินได้โดยการเพิ่มพื้นที่หน้าตัดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของลวดภาคพื้นดิน หรือลดความยาวของลวดภาคพื้นดินลดการเหนี่ยวนำของลวดภาคพื้นดินและลดความต้านทานของลวดภาคพื้นดิน นอกจากนี้คุณยังสามารถควบคุมความจุของลวดภาคพื้นดินเพื่อให้ค่าความจุของลวดภาคพื้นดินเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสมเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าของสายไฟและลดความต้านทานของสายดิน

พื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นดินหรือทองแดงพลังงานยังสามารถมีบทบาทในการป้องกันช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าปรับปรุงความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงของวงจรและตอบสนองความต้องการของ EMC

นอกจากนี้สำหรับวงจรความถี่สูงการปูทองแดงให้เส้นทางการส่งคืนที่สมบูรณ์สำหรับสัญญาณดิจิตอลความถี่สูงลดการเดินสายของเครือข่าย DC ซึ่งจะเป็นการปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของการส่งสัญญาณ

1 (2)

2, การวางทองแดงสามารถปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนของ PCB

นอกเหนือจากการลดความต้านทานต่อพื้นดินในการออกแบบ PCB แล้วทองแดงยังสามารถใช้สำหรับการกระจายความร้อน

อย่างที่เราทราบกันดีว่าโลหะนั้นง่ายต่อการผลิตวัสดุไฟฟ้าและการนำความร้อนดังนั้นหาก PCB ปูด้วยทองแดงช่องว่างในบอร์ดและพื้นที่ว่างอื่น ๆ มีส่วนประกอบโลหะมากขึ้นพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนจะเพิ่มขึ้น

การวางทองแดงยังช่วยกระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอป้องกันการสร้างพื้นที่ร้อนในท้องถิ่น ด้วยการกระจายความร้อนให้กับบอร์ด PCB ทั้งหมดความเข้มข้นของความร้อนในท้องถิ่นสามารถลดลงได้การไล่ระดับอุณหภูมิของแหล่งความร้อนสามารถลดลงได้และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสามารถปรับปรุงได้

ดังนั้นในการออกแบบ PCB การวางทองแดงสามารถใช้สำหรับการกระจายความร้อนในวิธีต่อไปนี้:

ออกแบบพื้นที่กระจายความร้อน: ตามการกระจายแหล่งความร้อนบนบอร์ด PCB ออกแบบพื้นที่การกระจายความร้อนอย่างสมเหตุสมผลและวางฟอยล์ทองแดงเพียงพอในพื้นที่เหล่านี้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนและเส้นทางการนำความร้อน

เพิ่มความหนาของฟอยล์ทองแดง: การเพิ่มความหนาของฟอยล์ทองแดงในพื้นที่กระจายความร้อนสามารถเพิ่มเส้นทางการนำความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

ออกแบบการกระจายความร้อนผ่านรู: ออกแบบการกระจายความร้อนผ่านรูในพื้นที่กระจายความร้อนและถ่ายโอนความร้อนไปยังอีกด้านหนึ่งของบอร์ด PCB ผ่านรูเพื่อเพิ่มเส้นทางการกระจายความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

เพิ่ม Sink Heating: เพิ่มอ่างล้างจานความร้อนในพื้นที่กระจายความร้อนถ่ายโอนความร้อนไปยังอ่างล้างจานความร้อนจากนั้นกระจายความร้อนผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติหรืออ่างล้างจานพัดลมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

3 การวางทองแดงสามารถลดการเสียรูปและปรับปรุงคุณภาพการผลิต PCB

การปูทองแดงสามารถช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอของการชุบด้วยไฟฟ้าลดการเสียรูปของแผ่นในระหว่างกระบวนการเคลือบโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ PCB สองด้านหรือหลายชั้นและปรับปรุงคุณภาพการผลิตของ PCB

หากการกระจายฟอยล์ทองแดงในบางพื้นที่มากเกินไปและการกระจายในบางพื้นที่น้อยเกินไปมันจะนำไปสู่การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอของบอร์ดทั้งหมดและทองแดงสามารถลดช่องว่างนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4 เพื่อตอบสนองความต้องการการติดตั้งของอุปกรณ์พิเศษ

สำหรับอุปกรณ์พิเศษบางอย่างเช่นอุปกรณ์ที่ต้องการการต่อสายดินหรือข้อกำหนดการติดตั้งพิเศษการวางทองแดงสามารถให้จุดเชื่อมต่อเพิ่มเติมและรองรับคงที่เพิ่มความเสถียรและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

ดังนั้นตามข้อได้เปรียบข้างต้นในกรณีส่วนใหญ่นักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์จะวางทองแดงบนบอร์ด PCB

อย่างไรก็ตามการวางทองแดงไม่ใช่ส่วนที่จำเป็นของการออกแบบ PCB

ในบางกรณีการวางทองแดงอาจไม่เหมาะสมหรือเป็นไปได้ นี่คือบางกรณีที่ไม่ควรแพร่กระจายทองแดง:

a) สายสัญญาณความถี่สูง:

สำหรับสายสัญญาณความถี่สูงการวางทองแดงอาจแนะนำตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเพิ่มเติมซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการส่งสัญญาณของสัญญาณ ในวงจรความถี่สูงมักจะจำเป็นต้องควบคุมโหมดการเดินสายของสายไฟและลดเส้นทางการกลับของลวดภาคพื้นดินแทนที่จะเป็นทองแดง

ตัวอย่างเช่นการวางทองแดงอาจส่งผลกระทบต่อส่วนหนึ่งของสัญญาณเสาอากาศ การวางทองแดงในพื้นที่รอบ ๆ เสาอากาศนั้นง่ายที่จะทำให้สัญญาณที่เก็บรวบรวมโดยสัญญาณอ่อนแอเพื่อรับสัญญาณรบกวนที่ค่อนข้างใหญ่ สัญญาณเสาอากาศนั้นเข้มงวดมากกับการตั้งค่าพารามิเตอร์วงจรแอมพลิฟายเออร์และความต้านทานของการวางทองแดงจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจรแอมพลิฟายเออร์ ดังนั้นพื้นที่รอบ ๆ เสาอากาศมักจะไม่ปกคลุมด้วยทองแดง

b) แผงวงจรความหนาแน่นสูง:

สำหรับแผงวงจรความหนาแน่นสูงการจัดวางทองแดงที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การลัดวงจรหรือปัญหาภาคพื้นดินระหว่างเส้นซึ่งส่งผลต่อการทำงานปกติของวงจร เมื่อออกแบบแผงวงจรความหนาแน่นสูงจำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างทองแดงอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างและฉนวนกันความร้อนที่เพียงพอระหว่างเส้นเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา

c) การกระจายความร้อนเร็วเกินไปปัญหาการเชื่อม:

หากหมุดของส่วนประกอบถูกปกคลุมด้วยทองแดงอย่างเต็มที่อาจทำให้เกิดการกระจายความร้อนมากเกินไปซึ่งทำให้ยากต่อการกำจัดการเชื่อมและซ่อมแซม เรารู้ว่าค่าการนำความร้อนของทองแดงนั้นสูงมากดังนั้นไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมด้วยตนเองหรือการเชื่อมรีดพื้นผิวทองแดงจะดำเนินการความร้อนอย่างรวดเร็วในระหว่างการเชื่อมส่งผลให้สูญเสียอุณหภูมิเช่นการบัดกรีซึ่งมีผลกระทบต่อการเชื่อม

d) ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมพิเศษ:

ในสภาพแวดล้อมพิเศษบางอย่างเช่นอุณหภูมิสูงความชื้นสูงสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนฟอยล์ทองแดงอาจเสียหายหรือสึกกร่อนซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของบอร์ด PCB ในกรณีนี้จำเป็นต้องเลือกวัสดุและการรักษาที่เหมาะสมตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจงมากกว่าการวางทองแดงมากเกินไป

e) ระดับพิเศษของคณะกรรมการ:

สำหรับแผงวงจรที่มีความยืดหยุ่นบอร์ดรวมที่แข็งและยืดหยุ่นและเลเยอร์พิเศษอื่น ๆ ของบอร์ดจำเป็นต้องวางการออกแบบทองแดงตามข้อกำหนดเฉพาะและข้อกำหนดการออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาของชั้นที่ยืดหยุ่น

ในการสรุปในการออกแบบ PCB จำเป็นต้องเลือกระหว่างทองแดงและไม่ใช่แคปป์ตามข้อกำหนดของวงจรเฉพาะข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและสถานการณ์แอปพลิเคชันพิเศษ