銅箔的厚度 – 盎司(ounce, oz)

一般業(yè)界慣用的銅箔厚度為《盎司(oz)》，可是《盎司》明明就是重量，怎么又變成厚度了？ 這是因為在銅皮的術(shù)語(yǔ)中，《盎司》被轉換成了厚度的單位了，越聽(tīng)越胡涂了？ 這是因為銅皮的規格是以每平方英呎(ft2)有幾盎司(oz)來(lái)定義的，所以我們經(jīng)常說(shuō)的 1oz(盎司)就是在每平方英呎(ft2)上有1oz的重量，銅皮越厚就會(huì )越重，因為銅皮的重量跟厚度成正比，所以銅皮的盎司可以等同于厚度，并可以被轉化為毫米(mm)或是毫英吋(mils)。 這個(gè)其實(shí)跟我們在算紙張的時(shí)候用磅來(lái)計算有點(diǎn)類(lèi)似，有興趣的自己去查看看吧！

這里列出幾個(gè)大家比較常用到的尺寸，并換算成mils(毫吋)與mm(毫米)供大家參考：

0.5 盎司(oz) = 0.0007 英吋(inch) = 0.7 mils = 0.018 毫米(mm)

1.0 盎司(oz) = 0.0014 英吋(inch) = 1.4 mils = 0.035 毫米(mm)

2.0 盎司(oz) = 0.0034 英吋(inch) = 2.8 mils = 0.070 毫米(mm)

下面也試著(zhù)為各位計算為何1oz的 銅箔約等于1.4mils：

銅的比重為8.9(gm/cm3)，

單位換算：1(ft2)=93055 (mm2)，1(mil)=2.54(um)，1(oz)=28.34(gm)

1oz體積 = 28.34(gm) / 8.9(gm/cm3) = 3.1842(cm3) = 3184.2(mm3)

1oz厚度 = 3184.2(mm3) / 93055(mm2) = 0.03422(mm) = 1.35 (mils)

注：銅箔的密度會(huì )因為使用不同的銅而有不同的密度，所以計算上可能會(huì )有些小誤差。

PCB銅箔截面積與最大負載電流及溫升間的關(guān)系

依照 IPC-2221 第6.2節(Conductive Material Requirements)的說(shuō)明，電路板上的最大電流載流能力(Current Carrying Capacity)又可以被分成內層線(xiàn)路與外層線(xiàn)路兩種，而且內層線(xiàn)路的最大電流載流能力被設定為只有外層線(xiàn)路的一半。 這里節錄 IPC-2221 的圖表6-4以說(shuō)明外層線(xiàn)路(External conductors)與內層線(xiàn)路(Internal Conductors)的銅箔截面積、溫升、與最大電流載流能力的關(guān)系。

另外，有人很聰明的將上述圖表PCB線(xiàn)路對電流的承載能力的關(guān)系歸納出了一個(gè)公式，這個(gè)公式可以大致上用來(lái)取代查表所得：

I = K△T0.44A0.75

K：為修正系數，一般覆銅線(xiàn)在內層時(shí)取0.024，在外層時(shí)取0.048。

△T：為最大溫差，表示銅箔通電后發(fā)熱高出周遭環(huán)境的溫度，單位為攝氏度(°C)

A：為覆銅線(xiàn)路的截面積，單位為平方毫英吋(mil2)

I：為最大電流載流能力(Current Carrying Capacity)，單位為安培(Amp)

1(mil) = 25.4(um)

在焊墊(盤(pán))較多的線(xiàn)段，在過(guò)爐后有吃錫的那段線(xiàn)路，其電流承載能力就會(huì )大大的增加，相信很多人應該都有看過(guò)一些大電流板中焊墊與焊墊之間某段線(xiàn)路被燒毀的情形，道理很簡(jiǎn)單，這是因為焊盤(pán)上多了焊錫的原故，也就是增加了線(xiàn)路上可以承受電流的面積，而焊墊與焊墊之間的線(xiàn)路并沒(méi)有任何的改變，因此在電源剛啟動(dòng)，或是電路上執行指令變換時(shí)， 就很有機會(huì )造成電流瞬間波浪(Surge)過(guò)大，這時(shí)候就很容易燒斷焊墊與焊墊之間電流承載能力較弱的線(xiàn)路。

解決的方法，可以增加導線(xiàn)的寬度，如果板子不能允許增加導線(xiàn)的寬度，也可以考慮在容易燒毀的線(xiàn)路上打開(kāi)防焊綠油(solder mask)，并利用SMT的制程加印錫膏(solder paste)，經(jīng)過(guò)reflow以后就可以增加導線(xiàn)的厚度，也就增加了電流承載的能力。