Al solicitar un presupuesto para una PCB, la pregunta útil no es simplemente «¿es cobre de 1 oz?». Lo importante es si 1 oz describe la lámina inicial o el conductor acabado, y si el diseño también necesita un espesor mínimo medible.
Use el peso del cobre como referencia nominal. Si un conductor debe alcanzar un espesor acabado concreto, indique ese requisito en el plano de fabricación para la capa afectada, junto con el lugar y el método de comprobación. Mantenga aparte el cobre de las paredes de los orificios metalizados y el acabado superficial.
Tabla de peso a espesor del cobre
El peso del cobre en PCB suele expresarse en onzas por pie cuadrado (oz/ft²): la masa de cobre distribuida sobre una superficie. No es la masa total de cobre de la placa.
La tabla siguiente aplica deliberadamente la convención redondeada de 35 µm por oz/ft². Es una referencia nominal, no una tabla de mínimos de cobre acabado, de tolerancias ni una declaración de disponibilidad de APTPCB.
| Peso del cobre, oz/ft² | Espesor de referencia, µm | Espesor de referencia, mm | Espesor de referencia, mil |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 17.5 | 0.0175 | 0.69 |
| 1 | 35 | 0.035 | 1.38 |
| 2 | 70 | 0.070 | 2.76 |
| 3 | 105 | 0.105 | 4.13 |
| 4 | 140 | 0.140 | 5.51 |
El cálculo aplicado en toda la tabla es:
- µm ≈ 35 × peso del cobre en oz/ft²
- mm = µm ÷ 1,000
- mil = µm ÷ 25.4
Por ejemplo, con esta base, 2 oz/ft² equivalen aproximadamente a 70 µm o 2.76 mil. Los valores en mil están redondeados; un mil es una milésima de pulgada.
La base de 35 µm es una convención práctica, no una conversión física exacta. Una capa ideal y uniforme calculada con una densidad del cobre de 8.96 g/cm³ da aproximadamente 34.1 µm por oz/ft². Otros documentos emplean otras referencias redondeadas. Al comparar cifras, compruebe la base indicada en lugar de tratar el último decimal como una garantía de fabricación.
El espesor del cobre tampoco es el espesor acabado de toda la placa. Para esa dimensión mecánica, consulte el espesor estándar de PCB.
El cobre base y el cobre acabado son requisitos distintos
El cobre base es la lámina inicial asociada a una capa antes de las operaciones de fabricación pertinentes. Su peso nominal ayuda a describir la construcción, pero el espesor real de la lámina inicial no tiene por qué coincidir en todos los puntos con el valor redondeado de la tabla.
El cobre acabado del conductor es el cobre que permanece en el conductor tras los pasos aplicables de adición y eliminación. Según la capa y la construcción, el espesor final puede diferir del de la lámina inicial.
La lámina inicial no equivale al cobre acabado. Ilustración conceptual, no está a escala y no muestra espesores de capa medidos. A la izquierda: ejemplo de conductor externo, lámina base más cobre depositado y procesamiento posterior; a la derecha: lámina interna y material retirado durante el proceso. Se distinguen el cobre base y el añadido; el acabado metálico no es cobre y la máscara antisoldante también es independiente. Balance local hipotético: 16,8 + 21,6 − 2,4 = 36,0 µm (base + aporte − retirada), por debajo del mínimo también hipotético de 40 µm. Las características internas metalizadas requieren una revisión aparte de la construcción.
En una capa externa con orificios metalizados puede añadirse cobre durante la fabricación. También puede eliminarse cobre en etapas posteriores. SPMA056 de Texas Instruments presenta un ejemplo concreto de cuatro capas en el que las capas externas de señal emplean lámina base nominal de media onza más un recubrimiento de media onza para describir un total nominal de una onza. El ejemplo muestra por qué la etiqueta «capa externa de 1 oz» no significa necesariamente que la placa comenzara con una lámina de 1 oz. No es una receta de metalizado universal ni un mínimo de cobre acabado.
A menudo, una capa interna ordinaria se obtiene mediante el patrón de una lámina sin la misma secuencia de metalizado de las capas externas. En esa construcción, la lámina inicial y el material retirado durante el proceso son importantes para el resultado acabado. No extienda esta descripción a todas las placas: las construcciones secuenciales y otras estructuras complejas pueden incluir elementos internos metalizados. Identifique esos elementos y sus requisitos en la documentación de fabricación.
Ejemplo numérico: estar cerca del nominal no equivale a cumplir un mínimo
Supongamos que un conductor externo local tiene estos valores reales ilustrativos:
- Cobre inicial: 16.8 µm
- Cobre añadido: 21.6 µm
- Cobre retirado posteriormente: 2.4 µm
El resultado simplificado es:
16.8 + 21.6 − 2.4 = 36.0 µm de cobre acabado
Ese resultado está cerca de la referencia nominal de 35 µm de la tabla para 1 oz. Sin embargo, si el proyecto exige por separado un mínimo de 40 µm en ese lugar de medición definido, 36.0 µm no cumple ese límite numérico.
El requisito de 40 µm y los tres valores de proceso son supuestos de este ejemplo: no son un umbral del sector, un resultado de producción de APTPCB ni una predicción de un proceso concreto. La diferencia es contractual además de numérica: una designación nominal y un valor mínimo de aceptación responden a preguntas distintas.
Mantenga separados el cobre plano, las paredes de los orificios y el acabado
Un conductor de una capa de la placa y el cobre depositado en la pared de un orificio metalizado están relacionados con la fabricación, pero no son dimensiones intercambiables.
Especifique el espesor del conductor plano para la capa y el lugar pertinentes. Si importa el cobre de la pared del orificio, indique su requisito por separado para los orificios aplicables y señale la base de inspección que lo rige. No suponga que una cifra de cobre acabado de la capa externa también describe la pared del barril.
Del mismo modo, la máscara antisoldante no es cobre. Un acabado superficial metálico, como níquel/oro o estaño, es otro sistema de materiales; no cuente esos metales como parte del espesor del cobre. Indique por separado en el plano el acabado requerido.
Micrografía de un defecto en una probeta de la NASA, acreditada a Charles E. Powers/NASA GSFC, 2009. Las flechas originales señalan anillos anulares internos y externos ausentes. No es una muestra de APTPCB; la imagen no tiene escala para determinar el espesor del cobre ni su aceptación. Crédito de imagen y registro de procedencia.
Una microsección puede mostrar el contexto del conductor y de la pared del orificio, pero la imagen por sí sola no define un requisito de espesor. Un plan de inspección utilizable identifica la característica, la preparación y el método de medición, la muestra y la base de aceptación.
Convierta la tabla en una solicitud de presupuesto por capas
Considere un proyecto supuesto de cuatro capas. El equipo de diseño necesita al menos 40 µm de cobre acabado en lugares especificados de L1. Para las demás capas planas no establece un mínimo numérico adicional de cobre acabado, aparte de los requisitos aplicables al proyecto.
El equipo propone la siguiente estructura inicial para solicitar presupuesto. Los valores de lámina base son valores nominales propuestos, no resultados medidos ni instrucciones de proceso fijas. Si hace falta para cumplir el requisito de acabado, el fabricante puede proponer para revisión otra lámina inicial.
| Capa | Lámina base nominal propuesta | Requisito de cobre plano acabado | Lugar, método y registro de aceptación |
|---|---|---|---|
| L1 — externa | 0.5 oz/ft² | Mínimo de 40 µm en los lugares acordados | Identificar lugares representativos de las pistas de L1 y acordar el método de medición, la muestra y el requisito aplicable antes de liberar la fabricación |
| L2 — interna | 1 oz/ft² | En este ejemplo no se especifica ningún mínimo numérico adicional | Identificar el requisito aplicable y confirmar la construcción de la capa y la base de cobre acabado presupuestada |
| L3 — interna | 1 oz/ft² | En este ejemplo no se especifica ningún mínimo numérico adicional | Identificar el requisito aplicable y confirmar la construcción de la capa y la base de cobre acabado presupuestada |
| L4 — externa | 0.5 oz/ft² | En este ejemplo no se especifica ningún mínimo numérico adicional | Identificar el requisito aplicable y confirmar la base de cobre acabado presupuestada |
Este es un ejemplo de interpretación de una solicitud de presupuesto, no un plano de producción completo. En particular, la tabla no demuestra que la lámina inicial propuesta para L1 vaya a alcanzar 40 µm de cobre acabado. Hace visible la diferencia para que se pueda revisar la construcción antes de liberar el pedido.
Para cada capa, el registro de requisitos debe conservar:
- Identificador de capa que coincida con la estructura y los datos de diseño.
- Lámina base nominal, indicando si es obligatoria o una construcción propuesta.
- Mínimo o intervalo de cobre acabado, cuando el diseño requiera un límite numérico.
- Lugar, método y muestra de medición, cuando la aceptación dependa de una medición.
- Requisito aplicable, incluido el documento pertinente, su revisión, la clase si procede y las excepciones acordadas.
Que una capa no tenga un mínimo numérico específico del proyecto no significa que carezca de requisitos. La cotización sigue necesitando una base definida para el cobre acabado y los requisitos aplicables de fabricación y aceptación.
Ejemplo de nota de plano para L1
La siguiente nota es un punto de partida para el proyecto supuesto, no sustituye un plan de inspección acordado:
L1: el cobre acabado del conductor plano será de al menos 40 µm en los lugares designados para medir las pistas de L1. La lámina base nominal propuesta es de 0.5 oz/ft²; cualquier construcción alternativa requiere la aprobación de diseño. Antes de liberar la fabricación, confirme el método de medición, la relación con la muestra o probeta, la especificación aplicable y su revisión, la clase pertinente y las excepciones. Especifique por separado el cobre de las paredes de los orificios metalizados y el acabado superficial.
El plano debe identificar los lugares designados y completar las referencias aplicables. Si se propone una probeta representativa en vez de medir la propia placa, defina cómo se relaciona con el requisito que se aceptará. Una sección transversal puede ser un método propuesto adecuado, pero aún hay que acordar la característica, la preparación, el muestreo y la convención de medición.
Evite escribir «±35 µm» si quiere decir «aproximadamente 35 µm». Una referencia nominal, una tolerancia alrededor de un valor objetivo y un límite mínimo son tres instrucciones distintas. Si tanto una lámina base concreta como un mínimo de acabado son realmente obligatorios, indíquelo expresamente y someta esa combinación a revisión. De lo contrario, definir el requisito de acabado y permitir una construcción revisada deja al fabricante margen para proponer un proceso adecuado.
Para el resto del paquete de planos, incluido cómo encajan la estructura y las notas, consulte los elementos esenciales del plano de fabricación y el diseño de estructuras de PCB.
Compare las cotizaciones sobre la misma base
Dos cotizaciones pueden indicar «1 oz» y aun así describir cosas distintas. Antes de elegir, compare las estructuras devueltas y compruebe estas diferencias:
- ¿Base o acabado? La designación de lámina base no equivale a un mínimo de conductor acabado.
- ¿Qué capa? Una capa externa metalizada y una capa interna de lámina ordinaria pueden seguir procesos distintos.
- ¿Nominal o límite de aceptación? Una referencia redondeada de acabado no confirma por sí sola el mínimo de 40 µm de L1 del ejemplo.
- ¿Dónde se comprueba? Una afirmación sobre una pista, una almohadilla, una probeta o la pared de un orificio necesita el lugar y la base de medición correspondientes.
- ¿Qué más ha cambiado? Antes de liberar, revise cualquier cambio propuesto en la construcción del cobre frente a toda la estructura y los requisitos de diseño.
Para el proyecto supuesto, el resultado práctico es una cotización que identifique la lámina base propuesta para cada capa y trate explícitamente el mínimo de 40 µm de L1 en los lugares acordados. Si la construcción propuesta no puede cumplir ese requisito, no presente como conforme una respuesta nominal de 1 oz. Revise una construcción alternativa o modifique el requisito mediante el proceso de aprobación de diseño. Si siguen sin resolverse la base de medición o el documento aplicable, mantenga el punto abierto en vez de tratar la cotización como un compromiso de aceptación confirmado.
El espesor del cobre es un dato de entrada para el diseño eléctrico y térmico, pero esta tabla no determina la capacidad de corriente. Para esa decisión distinta, consulte la guía de diseño de PCB con cobre grueso.
Envíe el requisito junto con la estructura
Para una solicitud a APTPCB, envíe el registro de cobre por capas junto con el plano de fabricación, la estructura y los archivos de diseño. Marque qué valores de lámina base son propuestas, identifique los límites obligatorios de acabado y pida que la cotización devuelta señale los cambios propuestos y los puntos de inspección aún sin resolver.
Inicie una solicitud de presupuesto con el paquete del proyecto o póngase en contacto con APTPCB si necesita aclarar los requisitos por capa antes de enviarlo. El objetivo es acordar una definición específica del proyecto sobre qué se fabricará y cómo se evaluará cualquier límite indicado.
Fuentes de referencia
- LPKF, TechGuide: In-House PCB Prototyping, «Basic Information on PCBs».
- Texas Instruments, SPMA056, sección 3.2.1 y figura 4.
- NIST, Composition of COPPER y Handbook 44, apéndice C.
- NASA/GSFC, Charles E. Powers, 2009, NTRS 20090027819.