Beim Leiterplattendesign stellt sich oft die Frage, ob die Oberfläche der Leiterplatte mit Kupfer bedeckt sein sollte. Das hängt von der jeweiligen Situation ab; zunächst müssen wir die Vor- und Nachteile von Oberflächenkupfer verstehen.

Betrachten wir zunächst die Vorteile der Kupferbeschichtung:

1. Die Kupferoberfläche kann zusätzlichen Abschirmungsschutz und Rauschunterdrückung für das innere Signal bieten;
2. Kann die Wärmeableitungskapazität von Leiterplatten verbessern.
3. Im Leiterplattenherstellungsprozess die Menge an Korrosionsmittel reduzieren;
4. Vermeiden Sie Verformungen der Leiterplatte durch Überbeanspruchung beim Reflow-Löten aufgrund von Ungleichgewichten der Kupferfolie.

Die entsprechende Oberflächenbeschichtung aus Kupfer hat auch entsprechende Nachteile:

1. Die äußere, kupferbeschichtete Ebene wird durch die Oberflächenkomponenten und fragmentierten Signalleitungen getrennt. Wenn eine Kupferfolie schlecht geerdet ist (insbesondere eine dünne, lange, unterbrochene Kupferfolie), wird sie zu einer Antenne, was zu EMI-Problemen führt.

Für diese Art von Kupferhaut können wir auch die Funktion der Software genauer untersuchen.

2. Wenn die Bauteilanschlüsse mit Kupfer ummantelt und vollständig verbunden sind, führt dies zu einem zu schnellen Wärmeverlust, was das Schweißen und Reparieren erschwert. Daher verwenden wir für die Patch-Bauteile üblicherweise die Methode der Kreuzverbindung durch Kupferverlegung.

Die Analyse, ob die Oberfläche mit Kupfer beschichtet ist, führt daher zu folgenden Schlussfolgerungen:

1. Bei der Leiterplattenkonstruktion für die zweilagige Platine ist eine Kupferbeschichtung unerlässlich. Im Allgemeinen befindet sich die Kupferbeschichtung in der unteren Lage, während in der oberen Lage das Hauptgerät und die Strom- und Signalleitungen verlaufen.
2. Bei hochohmigen Schaltungen, analogen Schaltungen (Analog-Digital-Wandlerschaltungen, Schaltnetzteil-Wandlerschaltungen) ist eine Kupferbeschichtung eine gute Praxis.
3. Bei mehrlagigen Leiterplatten für digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen mit vollständiger Stromversorgung und Massefläche ist zu beachten, dass sich dies auf digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen bezieht und eine Kupferbeschichtung in der äußeren Schicht keine großen Vorteile bringt.
4. Bei der Verwendung von digitalen Schaltungen auf mehrlagigen Leiterplatten verfügt die innere Lage über eine vollständige Stromversorgung, eine Massefläche und eine Kupferbeschichtung an der Oberfläche, die das Übersprechen nicht wesentlich reduzieren kann. Eine zu geringe Nähe zum Kupfer verändert jedoch die Impedanz der Mikrostreifenleitung, und auch diskontinuierliches Kupfer wirkt sich negativ auf die Impedanzdiskontinuität der Übertragungsleitung aus.
5. Bei mehrlagigen Leiterplatten, bei denen der Abstand zwischen der Mikrostreifenleitung und der Referenzebene weniger als 10 mil beträgt, wird der Rückweg des Signals aufgrund der geringeren Impedanz direkt zur Referenzebene unterhalb der Signalleitung und nicht zur umgebenden Kupferschicht geführt. Bei zweilagigen Leiterplatten mit einem Abstand von 60 mil zwischen Signalleitung und Referenzebene kann eine durchgehende Kupferumhüllung entlang des gesamten Signalleitungspfads das Rauschen deutlich reduzieren.
6. Bei mehrlagigen Leiterplatten sollte bei einer hohen Anzahl an Oberflächenbauteilen und Verdrahtungen auf Kupfer verzichtet werden, um übermäßige Kupferbrüche zu vermeiden. Sind hingegen weniger Oberflächenbauteile und Hochgeschwindigkeitssignale vorhanden und die Leiterplatte relativ leer, kann aus Gründen der Leiterplattenfertigung Kupfer auf der Oberfläche aufgebracht werden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass der Abstand zwischen Kupfer und Hochgeschwindigkeitssignalleitung mindestens 4 Ω beträgt, um eine Änderung der charakteristischen Impedanz der Signalleitung zu verhindern.