Hvad er et kobberhæld?
En kobberhældning er en komponent i printkortet (PCB) design. PCB, der er tynde plader, der er dækket af elektriske veje, bruges i de fleste elektroniske enheder og anvender metalkobber som en elektrisk leder. Selvom noget kobber ætses væk under PCB-fremstillingsprocessen, lader andet kobber være på plads for at skabe en ledende overflade. Dette lag kobber, der ser ud til at "strømme" rundt om de enkelte elektroniske komponenter på kredsløbskortet, er kobberhældningen.
Kobbermetal bruges meget i elektronik, fordi det har en meget høj ledningsevne. Strukturen af kobber på atomniveauet består af et gitter af atomer, der holdes sammen af svage metalliske bindinger. Dette gør det muligt for kobberelektroner let at strømme gennem gitteret fra et atom til et andet og bære energi i form af elektricitet eller varme.
PCB'er fungerer ved at bruge ledningsevnen af kobber til at transmittere elektriske signaler fra en elektronisk komponent på tavlen til en anden. I de fleste tilfælde fremstilles en PCB ved laminering af en tynd kobberfolie på et inert underlagsmateriale til understøtning. Overskydende kobber ætses derefter ved hjælp af kemikalier, hvorved kun de forbindelser, der kræves til drift, bevares.
En kobberhældning kan være fordelagtig ved PCB-design, fordi det reducerer den nødvendige kemiske ætsning ved at efterlade en relativt stor plads kobber på pladen. Da det udfylder brættet omkring de enkelte elektroniske komponenter, kan kobberhældningen også forbinde disse komponenter og lede elektricitet. Områderne på en PCB beregnet til kobberhældning er planlagt ud og modelleret på forhånd under kredsløbsdesignprocessen ved hjælp af speciel software.
En anden vigtig funktion af en kobberhældning er dens anvendelse som et jordplan. Som et jordplan eksisterer kobberlaget faktisk på et andet lag eller et elektrisk net fra de andre komponenter og er kun forbundet til dem som et jordforbindelsesmateriale. Elektriciteten i en elektronisk enheds PCB er jordet eller ført ned i kobberhældningen, hvilket giver kredsløbskortene et fælles referencepunkt, hvorfra spændingen bestemmes. Det er ofte vigtigt for PCB at måle signalspænding fra dette fælles punkt, der er kendt som referencepotentialet.
Ud over dens anvendelser inden for elektrisk ledningsevne har kobber også høj varmeledningsevne og kan bruges som et kølelegeme. Kølerum er stoffer, der overfører overskydende varme væk fra komponenter med høj temperatur og bruges i elektronik til at forhindre overophedning af enheder. I en PCB kan varmeenergi, der genereres af elektriske dele, føres ind i kobberhældningen, så kredsløbskortet kan fungere mere effektivt.