Was ist Diebstahl in PCBs? | PCBPit

Unter Kupferdiebstahl versteht man das strategische Einbringen von nicht funktionalen Kupfergeometrien wie Punkten, Quadraten oder durchgehenden Flächen in Bereiche der Leiterplattenoberfläche, die keine Kupfermerkmale aufweisen. Dieses zusätzliche Kupfer dient dazu, die Gesamtverteilung auszugleichen, ohne elektrisch mit der Schaltung verbunden zu sein, und stellt sicher, dass es die Betriebsleistung der Leiterplatte nicht beeinträchtigt.

PCB-Diebstahl

Assoziation mit Kupfergießtechniken

Ähnlich wie beim Kupferdiebstahl wird die Kupfergusstechnik eingesetzt, um Kupfer gleichmäßig über die Leiterplatte zu verteilen, wobei in der Regel Masse- und Stromversorgungsebenen entstehen. Diese Flächen können die Signalqualität verbessern, elektromagnetische Störungen (EMI) minimieren und das Wärmemanagement unterstützen. 

Durch die Kombination von Kupferguss mit Kupferdraht kann das Kupfergleichgewicht auf der Leiterplatte optimiert werden, z. B. durch den Einsatz von Kupferdraht um dicht gepackte Komponenten herum und die Anwendung von Kupferguss in den übrigen Bereichen, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Vorteile des Kupferdiebstahls

Gleichmäßigkeit in der Galvanotechnik

Kupferdiebstahl ist ein wesentlicher Faktor für eine gleichmäßige Galvanisierung auf Leiterplatten, insbesondere bei internen Durchkontaktierungen und Durchgangslöchern. Ohne ein ausgewogenes Kupferlayout kann die Galvanisierung zu übermäßigem Kupfer in dünn besiedelten Bereichen führen, was das Risiko von Kurzschlüssen erhöht, oder zu unzureichendem Kupfer in der Nähe von dicht besiedelten Bereichen, was die Konnektivität beeinträchtigen und die Qualität der Lötstellen verschlechtern kann. Mit Copper Thieving werden diese Probleme umgangen, indem der Galvanisierungsstrom gleichmäßig über die Leiterplattenoberfläche verteilt wird.

Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen mit hoher Leistung oder wenn große Ströme durch die Leiterplatte fließen, da Kupferanomalien zu erheblichen Fehlfunktionen führen können.

Verbesserte Lötbarkeit

Der Einsatz von Kupferdieb trägt zu einer zuverlässigen Kupferbasis für die Lötkomponenten bei, die für solide Lötstellen und eine dauerhafte Leistung der Leiterplatte von entscheidender Bedeutung ist. Zu wenig Kupfer kann zu schwachen Verbindungen führen, während zu viel Kupfer sie spröde machen kann. Kupferdiebstahl trägt dazu bei, eine optimale Kupferschichtdicke aufrechtzuerhalten, um diese Probleme zu vermeiden.

Aufrechterhaltung der Signalintegrität

Bei Anwendungen mit digitalen Hochgeschwindigkeitssignalen oder HF-Schaltungen ist die Erhaltung der Impedanz der Übertragungsleitungen auf der Leiterplatte entscheidend, um Signalverluste oder -verfälschungen zu vermeiden. Kupferdiebstahl fördert die Impedanzkonsistenz durch Standardisierung der Kupferdicke und verhindert so Signalreflexionen und Probleme mit der Datengenauigkeit.

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Überlegungen zur Implementierung von Kupferdiebstahl in PCB-Layouts

Bei der Integration des Kupferdiebstahls in Leiterplattendesigns müssen bestimmte Best Practices berücksichtigt werden. Erstens müssen Diebstahlmuster so gestaltet werden, dass sie die Signalintegrität nicht beeinträchtigen, die Lötbarkeit nicht beeinflussen und die strukturelle Integrität nicht schwächen. Außerdem müssen sie von aktiven Schaltungen elektrisch isoliert sein, um die Entstehung unbeabsichtigter Leiterbahnen zu vermeiden. Und schließlich ist die strategische Platzierung von Diebstahlschutzmustern von entscheidender Bedeutung, insbesondere in Zonen mit ungleichmäßiger Kupferverteilung, wie z. B. in Regionen mit begrenzter Kupferaussetzung oder in der Nähe von Bereichen mit hoher Komponentendichte.

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