Kupferverteilung, Kupferbalance

 

Im Herstellungsprozess oder bei der weiteren Verarbeitung kann es zu thermischen und mechanischen Belastungen der Leiterplatte kommen. Verursacht beispielsweise in der Fertigung bei der Heißluftverzinnung (HAL-Prozess) oder später im Lötprozess beim Bestücken.

Zur Vermeidung von Wölbungen und Verwindungen ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kupfers auf den einzelnen Lagen der Leiterplatte sehr wichtig. Vor der Bestückung der Leiterplatte sollte diese durch Trocknen (Tempern) auf die Weiterverarbeitung vorbereitet werden. Dies vermindert innere Spannungen und damit Wölbungen und Verwindungen.

Wir geben nachfolgend ein paar grundlegende Tipps wie eine Leiterplatte gestaltet werden kann um Wölbungen und Verwindungen zu minimieren:

  • Leiterbahnen möglichst gleichmäßig über die gesamte Leiterplatte verteilen (Vermeiden von Kupfernestern und Freiflächen)
  • Statt vollfächigem Kupfer, ein Kupferraster verwenden (Das gilt auch für Leiterplatten mit nur einer Lage!)
  • Nutzen Sie die „Copperbalance Funktion“ Ihres Layout-Programms. Dadurch werden z.B. durch Gitterlinien unterteilte Füllflächen erzeugt
  • Kupferlagen symmetrisch verteilen. Ein unsymmetrischer Aufbau kann produzierbar sein, wir raten jedoch generell davon ab!
  • Kupfer-Symmetrie herstellen durch entsprechendes füllen der gegenüberliegenden Lage mit Kupfer
Verwenden eines Kupferrasters anstatt Kupfervollflächen:
Kupferraster

 

Kupfersymmetrie am Beispiel einer 4-Lagigen Leiterplatte:
Kupferlage TOP
Kupferinnenlage 1
Kupferinnenlage 2
Kupferlage BOT
Symmetrischer Lagenaufbau am Beispiel einer 4-Lagigen Leiterplatte:
Kupfer - Symmetrischer Lagenaufbau

Beachten Sie die mit den Pfeilen verbundenen zusammengehörigen Kupferlagen (rot-orange) und Prepregs bzw. Kerne (grau).
Die mit Pfeilen verbundenen Paare müssen die gleiche Dicke aufweisen.