Le poids de cuivre PCB désigne sa masse par unité de surface. Dans le vocabulaire nord-américain, 1 oz signifie une once par pied carré, soit environ 35 µm d’épaisseur nominale. Le choix entre 0,5 oz, 1 oz, 2 oz ou davantage équilibre courant, diffusion thermique, finesse des motifs, impédance et coût.
Cette valeur n’est pas toujours l’épaisseur finale de chaque piste. Les couches externes peuvent gagner du cuivre lors de la métallisation des trous, alors que les internes sont généralement gravées dans le feuillard initial. Le plan doit distinguer cuivre de base et cuivre fini.
Tableau de conversion#
| Poids nominal | Épaisseur nominale approximative | Usage habituel |
|---|---|---|
| 0.5 oz/ft² | 17–18 µm (0,0007 pouce) | Motifs fins, certaines couches internes |
| 1 oz/ft² | 34–35 µm (0,0014 pouce) | Circuits courants |
| 2 oz/ft² | 68–70 µm (0,0028 pouce) | Courants plus élevés et diffusion thermique |
| 3 oz/ft² | Environ 105 µm (0,0041 pouce) | Distribution de puissance et cuivre épais |
| 4 oz/ft² | Environ 140 µm (0,0055 pouce) | Constructions spéciales à fort courant |
Ces conversions ne garantissent pas l’épaisseur finale. Tolérances du feuillard, gravure et dépôt modifient le conducteur. IPC-2152 définit le poids comme une masse surfacique et l’épaisseur comme celle du conducteur fini, revêtements métalliques compris. Son sommaire et périmètre officiels relient le courant admissible aux dimensions finales et à l’échauffement accepté.
Cuivre de base et cuivre fini#
Le cuivre de base est le feuillard ou dépôt avant métallisation du motif et gravure finale. Le cuivre fini est l’épaisseur après fabrication. Les valeurs peuvent être proches en interne et différentes sur les couches externes métallisées.
Pour une carte à trous métallisés, le fabricant peut partir d’un feuillard externe plus fin puis déposer du cuivre sur pistes exposées et parois. « Cuivre 2 oz » peut désigner feuillard initial, conducteur fini ou construction standard approximative. Précisez le besoin final et laissez proposer un départ maîtrisé.
L’épaisseur n’est pas parfaitement uniforme. Répartition du courant, position sur panneau, densité et équilibrage du cuivre influencent le dépôt. Un minimum fini avec tolérance est plus utile qu’une valeur exacte irréaliste partout.
Cuivre interne et externe#
Les internes sont structurées et gravées avant stratification et ne sont normalement pas épaissies par la métallisation ultérieure des trous. Les externes reçoivent du cuivre supplémentaire. Un empilage peut donc prévoir 1 oz interne et une autre exigence finale externe.
Indiquez dans le tableau des couches type de cuivre, valeur initiale ou finale, unité et tolérance. Spécifiez séparément l’épaisseur totale. Le guide d’épaisseur PCB explique la combinaison de cuivre, noyaux et préimprégnés.
Effet sur le courant admissible#
Des conducteurs plus larges ou épais ont moins de résistance continue et portent généralement plus de courant pour le même échauffement. Il n’existe pas de règle universelle d’ampères par once. Dimensions finales, surface, température, environnement, structure, plans voisins, rapport cyclique et refroidissement interviennent.
IPC répertorie IPC-2152 parmi ses normes de conception pour la tenue en courant. Analysez selon le produit et validez les chemins critiques sur prototype ou par mesure thermique. Fusibles, connecteurs, vias et joints brasés doivent aussi convenir : une piste épaisse ne corrige pas une borne sous-dimensionnée.
Résistance et chute de tension#
Pour une piste uniforme :
R = ρL ÷ (W × T)
ρ est la résistivité à la température considérée, L la longueur, W la largeur finale et T l’épaisseur finale. Doubler l’épaisseur divise approximativement la résistance par deux, toutes choses égales. Modélisez cependant tout le trajet avec rétrécissements, pastilles, vias, rayons thermiques et dépendance à la température.
Vérifiez les étranglements des plans autour des découpes et pastilles de connecteurs. Des couches parallèles ne partagent le courant de façon prévisible que si connexions et géométries sont équilibrées.
Cuivre et diffusion de chaleur#
Davantage de cuivre peut étaler latéralement la chaleur et réduire les pertes, sans créer tout le chemin de refroidissement. La chaleur doit encore traverser le diélectrique vers dissipateur, châssis ou air. Surface, matériau, fixation du composant et interfaces thermiques peuvent compter plus que le poids seul.
Associez la surface de cuivre à un réseau de vias thermiques ou à une autre construction qualifiée. Évaluez les vides de brasure et limites du boîtier avec l’assemblage.
Pourquoi le cuivre épais exige des motifs plus grands#
La gravure enlève du cuivre latéralement et verticalement. Plus il est épais, plus les petites pistes et espacements sont difficiles. Le fabricant peut demander des règles élargies, une compensation ou un autre procédé. BGA denses et fort courant peuvent donc tirer le projet dans des directions opposées.
On peut conserver du cuivre fin pour les petits pas et distribuer la puissance ailleurs, ou utiliser une construction hybride ou sélective validée. Ne transposez pas les minima de 1 oz à 3 ou 4 oz.
Que signifie cuivre épais ?#
C’est une expression industrielle sans seuil universel. Beaucoup de fournisseurs l’emploient dès 3 oz, mais définitions et capacités varient. Remplacez-la par des exigences chiffrées couche par couche.
Ces cartes servent aux convertisseurs, batteries, commandes automobiles, entraînements industriels et distributions de puissance. Elles peuvent exiger des contrôles particuliers de métallisation, gravure, stratification et remplissage de résine. Les reliefs épais modifient l’écoulement du préimprégné, la planéité et les distances diélectriques.
Cuivre et impédance contrôlée#
L’impédance dépend de l’épaisseur finale autant que de la largeur, du diélectrique, de la permittivité et de la référence. Avec du cuivre épais, section et profil gravé comptent davantage. Un calcul à épaisseur nulle ou nominale initiale peut manquer la géométrie réelle.
Donnez cible, tolérance, empilage et exigences de coupons, puis laissez modéliser la construction productive. Évitez de figer indépendamment largeur et diélectrique si le fabricant doit les ajuster.
Cuivre des trous et vias#
Le cuivre de surface ne définit pas toute la métallisation des parois, qui possède ses propres exigences. La fiabilité dépend d’épaisseur, rapport d’aspect, expansion, préparation du trou et cycles thermiques. Indiquez norme de performance et exigence de dépôt au lieu de déduire une paroi d’une « carte 2 oz ».
Petits diamètres et grands rapports d’aspect compliquent la distribution du dépôt. Coordonnez cuivre et perçage avec le guide des diamètres PCB.
Choisir entre 1 oz et 2 oz#
| Priorité | 1 oz convient souvent | 2 oz convient souvent |
|---|---|---|
| Logique et signaux | Base courante et économique | Inutile sans justification de puissance ou thermique |
| Motifs fins | Gravure plus facile | Règles parfois élargies |
| Distribution de puissance | Avec largeur et marge thermique suffisantes | Résistance réduite dans un espace limité |
| Coût et disponibilité | Très standard | Plus cher ; capacité selon empilage |
| Épaisseur de carte | Contribution plus faible | Addition d’épaisseur sur plusieurs couches |
Choisissez par calcul. Un plan large de 1 oz peut dépasser une piste étroite de 2 oz ; modifier le routage peut coûter moins qu’épaissir toutes les couches.
Liste pour le plan de fabrication#
- Lister toutes les couches dans l’ordre.
- Distinguer valeurs de départ et finies.
- Employer des unités claires : oz/ft², micromètres ou les deux.
- Définir minimum fini et tolérances fonctionnelles.
- Spécifier les parois séparément.
- Inclure épaisseur totale et diélectriques.
- Identifier couches à impédance et coupons.
- Convenir des pistes, espacements, anneaux et distances au bord pour le poids choisi.
- Valider l’empilage de production avant de figer le routage.
Erreurs fréquentes#
Supposer que 1 oz vaut exactement 35 µm partout
C’est une conversion nominale ; feuillard, gravure et métallisation créent des variations.
Employer le même cuivre partout sans analyse
Les signaux peuvent gagner avec du cuivre fin et la puissance avec une section supérieure.
Ignorer le dépôt des couches externes
Feuillard et dépôt déterminent géométrie, impédance et espacement finaux.
Épaissir sans corriger les étranglements
Vias, rétrécissements, rayons thermiques et connecteurs peuvent rester limitants.
Commander du cuivre épais sans chiffres
Le terme varie selon le fournisseur. Spécifiez chaque couche numériquement.
Méthode pratique de sélection#
Calculez courant, chute et échauffement sur géométrie finie. Séparez par couche les besoins de puissance, signal, impédance et thermique. Demandez empilages standards et règles de cuivre épais, puis ajustez ensemble pistes, espacements, vias et diélectriques. Mesurez enfin le prototype en condition défavorable.
Le guide de métallisation PCB explique dépôts et finitions. Pour une revue industrielle, envoyez à PCBPit empilage, tableau des courants, Gerber et plan.
Questions fréquentes#
Quelle épaisseur pour 1 oz ?
Environ 34–35 µm, soit 0,0014 pouce nominalement. Le fini varie avec les tolérances, la gravure et le dépôt.
Et pour 2 oz ?
Environ 68–70 µm, soit 0,0028 pouce. Confirmez s’il s’agit de feuillard initial ou fini.
2 oz porte-t-il deux fois le courant de 1 oz ?
Pas en général. La résistance baisse, mais courant admissible dépend de largeur, échauffement, environnement, structure et refroidissement.
Plus épais est-il toujours mieux ?
Non. Cela peut aider courant et chaleur, mais limite les motifs fins, modifie impédance et épaisseur et augmente le coût.
Quand parle-t-on de cuivre épais ?
Les définitions varient, souvent à partir d’environ 3 oz. Le plan d’achat doit néanmoins donner des valeurs précises.