Eine gedruckte Leiterplatte oder PCB, wird verwendet, um elektronische Bestandteile mit leitenden Pfaden, Spuren oder Signalspuren mechanisch zu unterstützen und elektrisch zu verbinden, die von auf ein nichtleitendes Substrat lamellierten Kupferplatten geätzt sind. Es wird auch Ausschuss der gedruckten Verdrahtung (PWB) oder geätzten telegrafierenden Ausschuss genannt. Gedruckte Leiterplatten werden in eigentlich allen außer den einfachsten gewerblich erzeugten elektronischen Geräten verwendet.

Ein mit elektronischen Bestandteilen bevölkerter PCB wird einen gedruckten Stromkreis-Zusammenbau (PCA), gedruckten Leiterplatte-Zusammenbau oder PCB Zusammenbau (PCBA) genannt. Im informellen Gebrauch wird der Begriff "PCB" sowohl für bloße als auch versammelte Ausschüsse, der Zusammenhang gebraucht, die Bedeutung klärend.

Alternativen zu PCBs schließen Leitungshülle und Punkt-zu-Punkt-Aufbau ein. PCBs muss am Anfang entworfen und angelegt werden, aber preiswerter werden, schneller, und potenziell zuverlässiger für die Großserienproduktion seit der Produktion zu machen, und das Löten von PCBs kann automatisiert werden. Viel PCB Design der Elektronikindustrie, Zusammenbau und Qualitätskontrolle braucht werden durch von der IPC Organisation veröffentlichte Standards gesetzt.

Geschichte

Die Entwicklung der in modernen gedruckten Leiterplatten verwendeten Methoden hat am Anfang des 20. Jahrhunderts angefangen. 1903 hat ein deutscher Erfinder, Albert Hanson, Wohnungsfolie-Leiter beschrieben, die zu einem Isolieren-Ausschuss in vielfachen Schichten lamelliert sind. Thomas Edison hat mit chemischen Methoden experimentiert, Leiter auf Leinenpapier 1904 zu panzern. Arthur Berry 1913 hat eine drucken-und-ätzen Methode in Großbritannien patentiert, und im Max USA-Schoop hat ein Patent zu Metall des Flamme-Sprays auf einen Ausschuss durch eine gemusterte Maske erhalten. Charles Durcase 1927 hat eine Methode patentiert, Stromkreis-Muster zu elektroplattieren.

Der österreichische jüdische Ingenieur Paul Eisler hat den gedruckten Stromkreis erfunden, während er in England 1936 als ein Teil einer Radioanlage gearbeitet hat. 1943 haben die USA begonnen, die Technologie auf einem in großem Umfang zu verwenden, um Nähe-Sicherungen für den Gebrauch im Zweiten Weltkrieg zu machen. Nach dem Krieg, 1948, haben die USA die Erfindung für den kommerziellen Gebrauch veröffentlicht. Gedruckte Stromkreise sind gewöhnlich in der Verbraucherelektronik bis zur Mitte der 1950er Jahre nicht geworden, nachdem der Auto-Sembly-Prozess von der USA-Armee entwickelt wurde.

Vor gedruckten Stromkreisen (und eine Zeit lang nach ihrer Erfindung) wurde Punkt-zu-Punkt-Aufbau verwendet. Für Prototypen oder kleine Produktionsläufe können Leitungshülle oder Türmchen-Ausschuss effizienter sein. Das Zurückdatieren der gedruckten Stromkreis-Erfindung, und ähnlich im Geist, war 1936-1947 Electronic Circuit Making Equipment (ECME) von John Sargrove, die Metall auf einen Bakelit-Plastikvorstands-zerstäubt hat. Der ECME konnte 3 Radios pro Minute erzeugen.

Während des Zweiten Weltkriegs hat die Entwicklung der Fliegerabwehrnähe-Sicherung einen elektronischen Stromkreis verlangt, der widerstehen konnte von einer Pistole angezündet zu werden, und in der Menge erzeugt werden konnte. Die Centralab Abteilung der Erdball-Vereinigung hat einen Vorschlag vorgelegt, der den Anforderungen entsprochen hat: Ein keramischer Teller würde screenprinted mit metallischer Farbe für Leiter und Kohlenstoff-Material für Widerstände, mit keramischen Scheibe-Kondensatoren und im Platz verlöteten Subminiaturvakuumtuben sein.

Ursprünglich hatte jeder elektronische Bestandteil Leitung führt, und der PCB hat Löcher für jede Leitung jedes Bestandteils bohren lassen. Die Bestandteile führen wurden dann durch die Löcher passiert und hat zur PCB-Spur gelötet. Diese Methode des Zusammenbaues wird Aufbau durch das Loch genannt. 1949 haben Moe Abramson und Stanislaus F. Danko von USA-Armeesignalkorps den Auto-Sembly-Prozess entwickelt, in dem Bestandteil führt, wurden in ein Kupferfolie-Verbindungsmuster und verlötetes kurzes Bad eingefügt. Das Patent, das sie 1956 erhalten haben, wurde der amerikanischen Armee zugeteilt. Mit der Entwicklung der Vorstandslamellierung und Ätzen-Techniken hat dieses in den Standard entwickelte Konzept Leiterplatte-Herstellungsprozess im Gebrauch heute gedruckt. Das Löten konnte automatisch durch den Übergang des Vorstands-über eine Kräuselung oder Welle des geschmolzenen Lots in einer Welle verlötenden Maschine getan werden. Jedoch sind die Leitungen und Löcher verschwenderisch, da Bohrlöcher teuer sind und die vorspringenden Leitungen bloß abgeschnitten werden.

Von den 1980er Jahren sind kleine Oberflächengestell-Teile zunehmend statt Bestandteile durch das Loch verwendet worden; das hat zu kleineren Ausschüssen für eine gegebene Funktionalität und niedrigeren Produktionskosten, aber mit einer zusätzlichen Schwierigkeit geführt, fehlerhafte Ausschüsse zu bedienen.

Herstellung

Materialien

Führende Schichten werden normalerweise aus dünner Kupferfolie gemacht. Das Isolieren des Schicht-Dielektrikums ist zusammen mit Epoxydharz-Harz prepreg normalerweise lamelliert. Der Vorstands-wird normalerweise mit einer Lot-Maske angestrichen, die in der Farbe grün ist. Andere Farben, die normalerweise verfügbar sind, sind blau, schwarz, weiß und rot. Es gibt ziemlich viele verschiedene Dielektriken, die gewählt werden können, um verschiedene Isolieren-Werte abhängig von den Voraussetzungen des Stromkreises zur Verfügung zu stellen. Einige dieser Dielektriken sind polytetrafluoroethylene (Teflon), FR-4, FR-1, CEM-1 oder CEM-3. Weithin bekannte prepreg in der PCB Industrie verwendete Materialien sind FR-2 (Baumwollpapier von Phenolic), FR-3 (Baumwollpapier und Epoxydharz), FR-4 (Gewebtes Glas und Epoxydharz), FR-5 (Gewebtes Glas und Epoxydharz), FR-6 (Glas von Matte und Polyester), G-10 (Gewebtes Glas und Epoxydharz), CEM-1 (Baumwollpapier und Epoxydharz), CEM-2 (Baumwollpapier und Epoxydharz), CEM-3 (Nichtgewebtes Glas und Epoxydharz), CEM-4 (Gewebtes Glas und Epoxydharz), CEM-5 (Gewebtes Glas und Polyester). Thermalvergrößerung ist eine wichtige Rücksicht besonders mit der Ball-Bratrost-Reihe (BGA), und nackt sterben Technologien, und Glasfaser bietet die beste dimensionale Stabilität an.

FR-4 ist bei weitem das allgemeinste Material verwendet heute. Der Ausschuss mit Kupfer darauf wird "kupfergekleidete Folie" genannt.

Kupferfolie-Dicke kann in Unzen pro Quadratfuß oder Mikrometer angegeben werden. Eine Unze pro Quadratfuß ist 1.344 mils oder 34 Mikrometer.

Das Mustern (des Ätzens)

Die große Mehrheit von gedruckten Leiterplatten wird gemacht, indem sie eine Schicht von Kupfer über das komplette Substrat, manchmal an beiden Seiten, (das Schaffen eines "leeren PCB") dann das Entfernen unerwünschten Kupfer nach der Verwendung einer vorläufigen Maske (z.B verpfändet, indem sie ätzt), nur die gewünschten Kupferspuren verlassend. Einige PCBs werden durch das Hinzufügen von Spuren zum bloßen Substrat (oder einem Substrat mit einer sehr dünnen Schicht von Kupfer) gewöhnlich durch einen komplizierten Prozess von vielfachen Galvanik-Schritten gemacht. Produktionsmethode des PCB hängt in erster Linie ab, ob es für das Produktionsvolumen oder die Mengen der Probe/Prototyps ist. Zweiseitige Ausschüsse oder Mehrschicht-Vorstandsgebrauch gepanzert - durch Löcher, genannt vias, um Spuren auf Gegenseiten des Substrats zu verbinden.

Großes Volumen

• Seidensiebdruck - die kommerzielle Hauptmethode.
• Fotografisch Methode-verwendet, wenn fein, sind linewidths erforderlich.

Kleines Volumen

• Druck auf den durchsichtigen Film und Gebrauch als Fotomaske zusammen mit photosensibilisierten Ausschüssen. (d. h., hat Ausschüsse vorsensibilisiert), dann ätzen Sie. (Verwenden Sie wechselweise einen Filmphotoverschwörer).
• Laser widersteht ablation: Zerstäuben Sie schwarze Farbe auf die gekleidete Kupferfolie, den Platz in den CNC Laserverschwörer. Das Laserrasteransehen der PCB und ablates (verdunsten) die Farbe, wo sich nicht widersetzen, wird gewollt. Ätzen. (Bemerken Sie: Laserkupfer ablation wird selten verwendet und wird experimentell betrachtet.)
• Verwenden Sie eine CNC-Mühle mit einem in der Form von des Spatens (d. h., ein Wohnungsbeendeter Kegel) Schneidender oder Miniaturendmühle, um weg das unerwünschte Kupfer aufzuwühlen, nur die Spuren verlassend.

Hobbyist

• Lasergedruckt widersetzen Sie sich: Der Laserdruck auf den Durchsichtigkeitsfilm, Wärmeübertragung mit einem Eisen oder modifiziertem laminator auf die bloße Folie, frischt mit einem Anschreiber auf, ätzt dann.
• Vinylfilm und widersetzt sich, nichtwaschbarer Anschreiber, einige andere Methoden. Arbeitsintensiv, nur passend für einzelne Ausschüsse.

Abziehende Prozesse

Abziehende Methoden, die Kupfer von einem völlig kupfergekleideten Vorstands-entfernen, der für die Produktion von gedruckten Leiterplatten verwendet ist:

1. Seidensiebdruck-Gebrauch ätzt - widerstandsfähige Tinten, um die Kupferfolie zu schützen. Das nachfolgende Ätzen entfernt das unerwünschte Kupfer. Wechselweise kann die Tinte leitend, auf einem leeren (nichtleitenden) Ausschuss gedruckt sein. Die letzte Technik wird auch in der Fertigung von hybriden Stromkreisen verwendet.
2. Das Photogravieren verwendet eine Fotomaske und Entwickler, um einen photowiderstehen Überzug auswählend zu entfernen. Die restlichen photowidersetzen sich schützt die Kupferfolie. Das nachfolgende Ätzen entfernt das unerwünschte Kupfer. Die Fotomaske ist gewöhnlich mit einem Photoverschwörer von Daten bereit, die von einem Techniker erzeugt sind, der NOCKEN oder computergestützte Produktionssoftware verwendet. Lasergedruckte Durchsichtigkeit wird normalerweise für Photowerkzeuge verwendet; jedoch werden direkte Laserbildaufbereitungstechniken verwendet, um Photowerkzeuge für hochauflösende Voraussetzungen zu ersetzen.
3. PCB sich prügelnder Gebrauch zwei oder sich prügelndes mechanisches Drei-Achsen-System, um weg die Kupferfolie vom Substrat zu mahlen. Eine PCB Fräsmaschine (verwiesen auf als 'PCB Prototyper') funktioniert auf eine ähnliche Weise einem Verschwörer, Befehle von der Gastgeber-Software erhaltend, die die Position des sich prügelnden Kopfs im x, y, und (wenn wichtig) z Achse kontrollieren. Daten, um Prototyper zu steuern, werden aus Dateien herausgezogen, die in der PCB Designsoftware erzeugt sind, und haben in HPGL oder Dateiformat von Gerber versorgt.

Zusätzliche Prozesse

Zusätzliche Prozesse fügen gewünschte Kupferspuren zu einem Isolieren-Substrat hinzu. Das allgemeinste ist der "halbzusätzliche" Prozess: Der ungemusterte Ausschuss hat eine dünne Schicht von Kupfer bereits darauf. Eine Rückmaske wird dann angewandt. (Verschieden von einer abziehenden Prozess-Maske stellt diese Maske jene Teile des Substrats aus, das schließlich die Spuren werden wird.) Zusätzliches Kupfer wird dann auf den Ausschuss in den demaskierten Gebieten gepanzert; Kupfer kann zu jedem gewünschten Gewicht gepanzert werden. Zinnleitung oder andere Oberfläche platings werden dann angewandt. Die Maske wird abgezogen, und ein kurzer Ätzen-Schritt entfernt die jetzt ausgestellte bloße ursprüngliche Kupferfolie vom Ausschuss, die individuellen Spuren isolierend. Einige einseitig bespannte Ausschüsse, die - durch Löcher gepanzert haben, werden auf diese Weise gemacht. General Electric hat Verbraucherradioanlagen gegen Ende der 1960er Jahre mit zusätzlichen Vorstands-gemacht.

Der zusätzliche Prozess wird für Mehrschicht-Ausschüsse allgemein verwendet, weil er den Überzug - durch der Löcher erleichtert, um leitenden vias in der Leiterplatte zu erzeugen.

Image:PCB_copper_layer_electroplating_machine.jpg|PCB Kupfergalvanik-Maschine, um Kupfer zum PCB im Prozess hinzuzufügen

Image:PCBs_hanging_in_electroplating_machine.jpg|PCBs im Prozess, Kupfer über die Galvanik hinzuzufügen

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Stromkreis-Eigenschaften des PCB

Jede Spur besteht aus einem flachen, schmalen Teil der Kupferfolie, die nach dem Ätzen bleibt. Der Widerstand, der durch die Breite und Dicke der Spuren bestimmt ist, muss für den Strom genug niedrig sein, den der Leiter tragen wird. Macht und Boden-Spuren müssen eventuell breiter sein als Signalspuren. In einem Mehrschicht-Ausschuss kann eine komplette Schicht größtenteils festes Kupfer sein, um als ein Boden-Flugzeug für die Abschirmung und Macht-Rückkehr zu handeln. Für Mikrowellenstromkreise können Übertragungslinien in der Form der Trennlinie und des Mikrofilmstreifens mit sorgfältig kontrollierten Dimensionen angelegt werden, um einen konsequenten Scheinwiderstand zu sichern. In der Radiofrequenz und schnell den umschaltenden Stromkreisen werden die Induktanz und Kapazität der gedruckten Leiterplatte-Leiter bedeutende Stromkreis-Elemente, gewöhnlich unerwünscht; aber sie können als ein absichtlicher Teil des Stromkreis-Designs verwendet werden, das Bedürfnis nach zusätzlichen getrennten Bestandteilen begegnend.

Das chemische Ätzen

Das chemische Ätzen wird mit dem Eisenchlorid, Ammonium persulfate, oder manchmal Salzsäure getan. Für PTH (gepanzert - durch Löcher) werden zusätzliche Schritte der electroless Absetzung getan, nachdem die Löcher dann gebohrt werden, wird Kupfer elektroplattiert, um die Dicke aufzubauen, die Vorstands-werden geschirmt, und mit Dose/Leitung gepanzert. Die Dose/Leitung wird das widerstehen Verlassen des bloßen abzuätzenden Kupfer.

Die einfachste Methode, die für die kleine Produktion und häufig durch Hobbyisten verwendet ist, ist das Immersionätzen, in dem der Ausschuss im Ätzen der Lösung wie Eisenchlorid untergetaucht wird. Im Vergleich zu für die Massenproduktion verwendeten Methoden ist die Ätzen-Zeit lang. Hitze und Aufregung können auf das Bad angewandt werden, um die Ätzen-Rate zu beschleunigen. Im Luftblase-Ätzen wird Luft durch das etchant Bad passiert, um die Lösung zu schütteln und das Ätzen zu beschleunigen. Das Spritzen-Ätzen verwendet ein motorgesteuertes Paddel, um Ausschüsse mit etchant zu bespritzen; der Prozess ist gewerblich veraltet geworden, da es nicht ist, so schnell wie zerstäuben das Ätzen. Im Spray-Ätzen wird die etchant Lösung über die Ausschüsse durch Schnauzen verteilt, und durch Pumpen in Umlauf wiedergesetzt. Die Anpassung des Schnauze-Musters, des Durchflusses, der Temperatur und der etchant Zusammensetzung gibt voraussagbare Kontrolle, Raten und hohe Produktionsraten zu ätzen.

Da mehr Kupfer von den Ausschüssen verbraucht wird, wird der etchant durchtränkt und weniger wirksam; verschiedene etchants haben verschiedene Kapazitäten für Kupfer, mit einigen nicht weniger als 150 Gramme Kupfer pro Liter der Lösung. Im kommerziellen Gebrauch kann etchants regeneriert werden, um ihre Tätigkeit und das aufgelöste Kupfer wieder erlangt und verkauft wieder herzustellen. Das kleine Ätzen verlangt Aufmerksamkeit auf die Verfügung von verwendetem etchant, der zerfressend und wegen seines Metallinhalts toxisch ist.

Der etchant entfernt Kupfer auf allen durch das Widerstehen ausgestellten Oberflächen. "Unterhöhlung" kommt vor, wenn etchant den dünnen Rand von Kupfer unter dem Widerstehen angreift; das kann Leiter-Breiten reduzieren und offene Stromkreise verursachen. Sorgfältige Kontrolle dessen ätzt Zeit ist erforderlich, Unterhöhlung zu verhindern. Wo metallischer Überzug als ein Widerstehen verwendet wird, kann er "überhängen", der verursachen kann, kurzschließt zwischen angrenzenden Spuren, wenn nah unter Drogeneinfluss. Hängen Sie über kann durch das Leitungsbürsten der Ausschuss nach dem Ätzen entfernt werden.

Lamellierung

Einige PCBs haben Spur-Schichten innerhalb des PCB und werden Mehrschicht PCBs genannt. Diese werden durch das Zusammenbinden gebildet getrennt hat dünne Ausschüsse geätzt.

Das Bohren

Löcher durch einen PCB werden normalerweise mit aus dem festen gekleideten Wolfram-Karbid gemachten Bohrmaschine-Bit des kleinen Diameters gebohrt. Gekleidetes Wolfram-Karbid wird empfohlen, da viele Vorstandsmaterialien sehr abschleifend sind und das Bohren hoher RPM und hohes Futter sein muss, das wirksam zu kosten ist. Bohrmaschine-Bit müssen auch scharf bleiben, um nicht bis Mrz oder die Spuren reißen. Das Bohren mit hohem Gangstahl ist einfach nicht ausführbar, da die Bohrmaschine-Bit dumm schnell werden und so das Kupfer reißen und die Ausschüsse zerstören. Das Bohren wird durch automatisierte Bohrmaschinen mit dem Stellen durchgeführt, das von einem Bohrmaschine-Band oder Bohrmaschine-Datei kontrolliert ist. Diese computererzeugten Dateien werden auch Dateien der numerisch kontrollierten Bohrmaschine (NCD) oder "Dateien von Excellon" genannt. Die Bohrmaschine-Datei beschreibt die Position und Größe jedes gebohrten Loches. Diese Löcher werden häufig mit Ringringen (hohle Niete) gefüllt, um vias zu schaffen. Vias erlauben die elektrische und thermische Verbindung von Leitern auf Gegenseiten des PCB.

Wenn sehr klein, sind vias erforderlich, das Bohren mit mechanischen Bit ist wegen hoher Raten des Tragens und der Brechung kostspielig. In diesem Fall kann der vias durch Laser verdampft werden. Lasergebohrte vias haben normalerweise einen untergeordneten Oberflächenschluss innerhalb des Loches. Diese Löcher werden Mikrovias genannt.

Es ist auch mit dem Bohren der kontrollierten Tiefe, dem Laserbohren, oder durch das Vorbohren der individuellen Platten des PCB vor der Lamellierung möglich, um Löcher zu erzeugen, die nur einige der Kupferschichten verbinden, anstatt den kompletten Ausschuss durchzuführen. Diese Löcher werden blinden vias genannt, wenn sie eine innere Kupferschicht mit einer Außenschicht oder begrabenen vias verbinden, wenn sie zwei oder mehr innere Kupferschichten und keine Außenschichten verbinden.

Die Wände der Löcher, für Ausschüsse mit 2 oder mehr Schichten, werden leitend dann gepanzert mit Kupfer gemacht, um sich gepanzert - durch Löcher zu formen, die elektrisch die Leiten-Schichten des PCB verbinden. Für Mehrschicht-Ausschüsse erzeugen diejenigen mit 4 Schichten oder mehr, bohrend normalerweise eine Schmiere der hohen Temperaturzergliederungsprodukte, Reagenz im Folie-System zu verpfänden. Bevor die Löcher durch gepanzert werden können, muss diese Schmiere durch einen chemischen De-Schmiere-Prozess entfernt werden, oder durch Plasma - ätzen. Wenn sie umzieht (zurück ätzend), offenbart die Schmiere auch die Innenleiter ebenso.

Ausgestellter Leiter, der panzert und Überzug

PCBs werden mit dem Lot, der Dose oder dem Gold über Nickel als ein Widerstehen gepanzert, für das nicht benötigte zu Grunde liegende Kupfer abzuätzen.

Nachdem PCBs geätzt und dann mit Wasser gespült werden, wird der soldermask angewandt, und dann wird jedes ausgestellte Kupfer mit dem Lot, Nickel/Gold oder einem anderen Antikorrosionsüberzug angestrichen.

Lot von Matte wird gewöhnlich verschmolzen, um eine bessere Abbinden-Oberfläche zur Verfügung zu stellen, oder abgezogen, um Kupfer zu entblößen. Behandlungen, wie benzimidazolethiol, verhindern Oberflächenoxydation von bloßem Kupfer. Die Plätze, zu denen Bestandteile bestiegen werden, werden normalerweise gepanzert, weil unfertiges bloßes Kupfer schnell oxidiert, und deshalb nicht sogleich lötbar ist. Traditionell wurde jedes ausgestellte Kupfer mit dem Lot durch das heiße Luftlot-Planieren (HASL) angestrichen. Der HASL-Schluss verhindert Oxydation am zu Grunde liegenden Kupfer, dadurch eine lötbare Oberfläche versichernd. Dieses Lot war eine Zinnleitungslegierung, jedoch werden neue Lot-Zusammensetzungen jetzt verwendet, um Gehorsam der Direktive von RoHS in der EU und den Vereinigten Staaten zu erreichen, die den Gebrauch der Leitung einschränken. Eine dieser bleifreien Zusammensetzungen ist SN100CL, der aus 99.3-%-Dose, 0.7-%-Kupfer, 0.05-%-Nickel und einem Nominalwert 60ppm Germanium zusammengesetzt ist.

Es ist wichtig, Lot zu verwenden, das sowohl mit dem PCB als auch mit den verwendeten Teilen vereinbar ist. Ein Beispiel ist Ball Grid Array (BGA) mit Zinnleitungslot-Bällen für Verbindungen, die ihre Bälle auf bloßen Kupferspuren verlieren oder bleifreien Lot-Teig verwenden.

Andere verwendete platings sind OSP (organische Oberfläche protectant), Immersionsilber (IAg), Immersiondose, electroless Nickel mit dem Immersiongoldüberzug (ENIG) und direkter Goldüberzug (über Nickel). Rand-Stecker, die entlang einem Rand von einigen Ausschüssen gelegt sind, sind häufig Nickel gepanzert dann gepanzertes Gold. Eine andere Überzug-Rücksicht ist schnelle Verbreitung von Überzug-Metall ins Zinnlot. Dose bildet intermetallics wie CuSn und AgCu, die sich in die Dose liquidus oder den Schrägstrich (@50C) auflösen, Oberflächenüberzug abziehend oder Leere verlassend.

Elektrochemische Wanderung (ECM) ist das Wachstum von leitenden Metallglühfäden auf oder in einer gedruckten Leiterplatte (PCB) unter dem Einfluss einer Gleichstrom-Stromspannungsneigung. Wie man bekannt, bauen Silber, Zink und Aluminium Schnurrhaare unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes an. Silber baut auch Leiten-Oberflächenpfade in Gegenwart vom Halogenid und den anderen Ionen an, es eine schlechte Wahl für den Elektronik-Gebrauch machend. Dose wird "Schnurrhaare" wegen der Spannung in der gepanzerten Oberfläche anbauen. Zinnleitung oder Lot, das auch panzert, bauen Schnurrhaare an, die nur durch die ersetzte Prozentsatz-Dose reduziert sind. Rückfluss, um Lot oder Weißblech zu schmelzen, um Oberflächenbetonung zu erleichtern, senkt Schnurrhaar-Vorkommen. Ein anderes Überzug-Problem ist Zinnpest, die Transformation von Dose zu einem pulverigen allotrope bei der niedrigen Temperatur.

Lötabdeckung

Gebiete, die nicht verlötet werden sollten, können mit einer Polymer-Lötabdeckung (Lot-Maske) normalerweise 20-30 Mikrometer dicker Überzug bedeckt werden. Die Lötabdeckung hilft, Lot davon abzuhalten, zwischen Leitern zu überbrücken und kurze Stromkreise zu schaffen. Lötabdeckung stellt auch etwas Schutz vor der Umgebung zur Verfügung.

Siebdruck

Linienkunst und Text können auf die Außenoberflächen eines PCB durch den Siebdruck gedruckt werden. Wenn Raum erlaubt, kann der Schirm-Drucktext Bestandteil designators, Schalter-Setzen-Voraussetzungen, Testpunkte und andere Eigenschaften anzeigen, die in der Versammlung, Prüfung und Wartung der Leiterplatte nützlich sind. Codes, die den Ausschuss und die Zahl der jetzigen Version identifizieren, können geätzt werden.

Schirm-Druck ist auch bekannt als der Seidenschirm, oder, in einem seitigem PCBs, dem roten Druck.

Einige Digitaldrucklösungen werden statt des Siebdrucks verwendet. Diese Technologie erlaubt, variable Daten auf den PCB, einschließlich individueller Seriennummern als Text und Strichcode zu drucken.

Test

Unbevölkerte Ausschüsse können einem Test des bloßen Ausschusses unterworfen werden, wo jede Stromkreis-Verbindung (wie definiert, in einem netlist) als richtig auf dem beendeten Ausschuss nachgeprüft wird. Für die Großserienproduktion wird ein Bett des Nagel-Prüfers, einer Vorrichtung oder eines starren Nadel-Adapters verwendet, um mit Kupferländern oder Löchern auf einem oder beiden Seiten des Ausschusses Kontakt herzustellen, um Prüfung zu erleichtern. Ein Computer wird die elektrische Testeinheit beauftragen, eine kleine Stromspannung auf jeden Kontakt-Punkt auf dem Bett Nägel, wie erforderlich, anzuwenden und nachzuprüfen, dass solche Stromspannung an anderen passenden Kontakt-Punkten erscheint. Ein "kurzer" auf einem Ausschuss würde eine Verbindung sein, wo es dasjenige nicht geben sollte; ein "offener" ist zwischen zwei Punkten, die verbunden werden sollten, aber nicht sind. Für den kleinen - oder mittler-bändige Ausschüsse, Untersuchung und Prüfer des fliegenden Bratrostes fliegend, verwenden bewegende Testköpfe, um mit den Ländern des Kupfer/Silbers/Goldes/Lots oder Löchern Kontakt herzustellen, um die elektrische Konnektivität des Ausschusses unter dem Test nachzuprüfen. Eine andere Methode für die Prüfung ist Industrie-CT-Abtastung, die eine 3D-Übergabe des Ausschusses zusammen mit 2. Bildscheiben erzeugen kann und Details solch einen verlöteten Pfade und Verbindungen zeigen kann.

Gedruckter Stromkreis-Zusammenbau

Nachdem die gedruckte Leiterplatte (PCB) vollendet wird, müssen elektronische Bestandteile beigefügt werden, um einen funktionellen gedruckten Stromkreis-Zusammenbau zu bilden, oder PCA (hat manchmal einen "gedruckten Leiterplatte-Zusammenbau" PCBA genannt). Im Aufbau durch das Loch führt Bestandteil werden in Löcher eingefügt. Im Oberflächengestell-Aufbau werden die Bestandteile auf Polstern oder Ländern auf den Außenoberflächen des PCB gelegt. In beiden Arten des Aufbaus führt Bestandteil werden zum Ausschuss mit einem geschmolzenen Metalllot elektrisch und mechanisch befestigt.

Es gibt eine Vielfalt von lötenden Techniken, die verwendet sind, um Bestandteile einem PCB beizufügen. Großserienproduktion wird gewöhnlich mit der SMT Stellen-Maschine und dem Hauptteil-Welle-Löten oder den Rückfluss-Öfen getan, aber Fachtechniker sind im Stande, sehr winzige Teile zu verlöten (zum Beispiel 0201 Pakete, die 0.02 darin sind. durch 0.01 darin.) mit der Hand unter einem Mikroskop, mit der Pinzette und einem feinen Tipp-Lötkolben für kleine Volumen-Prototypen. Einige Teile können äußerst schwierig sein, mit der Hand wie BGA-Pakete zu löten.

Häufig, durch das Loch und Oberflächengestell-Aufbau muss in einem einzelnen Zusammenbau verbunden werden, weil einige erforderliche Bestandteile nur in Oberflächengestell-Paketen verfügbar sind, während andere nur in Paketen durch das Loch verfügbar sind. Ein anderer Grund, beide Methoden zu verwenden, besteht darin, dass das Steigen durch das Loch erforderliche Kraft für Bestandteile zur Verfügung stellen kann, um wahrscheinlich physische Betonung zu erleiden, während Bestandteile, die, wie man erwartet, unberührt gehen, weniger Raum mit Oberflächengestell-Techniken aufnehmen werden.

Nachdem der Ausschuss bevölkert worden ist, kann er in einer Vielfalt von Wegen geprüft werden:

• Während die Macht aus, Sichtprüfung ist, hat optische Inspektion automatisiert. JEDEC Richtlinien für das PCB Teilstellen, das Löten und die Inspektion werden allgemein verwendet, um Qualitätskontrolle in dieser Bühne der PCB-Herstellung aufrechtzuerhalten.
• Während die Macht aus, analoge Unterschrift-Analyse, Macht - von der Prüfung ist.
• Während die Macht auf, Test im Stromkreis ist, wo physische Maße (d. h. Stromspannung, Frequenz) getan werden können.
• Während die Macht, Funktionsprüfung auf ist, gerade überprüfend, ob der PCB tut, was es entworfen worden war, um zu tun.

Um diese Tests zu erleichtern, kann PCBs mit Extrapolstern entworfen werden, um vorläufige Verbindungen zu machen. Manchmal müssen diese Polster mit Widerständen isoliert werden. Der Test im Stromkreis kann auch Grenzansehen-Testeigenschaften von einigen Bestandteilen ausüben. Testsysteme im Stromkreis können auch an Programm-Bestandteile des nichtflüchtigen Speichers auf dem Ausschuss gewöhnt sein.

In der Grenzansehen-Prüfung bilden Teststromkreise, die in verschiedenen ICs auf dem Ausschuss integriert sind, vorläufige Verbindungen zwischen den PCB-Spuren, um das zu prüfen, die ICs werden richtig bestiegen. Grenzansehen-Prüfung verlangt, dass alle zu prüfenden ICs ein Standardtestkonfigurationsverfahren, das allgemeinste verwenden, das der Standard von Joint Test Action Group (JTAG) ist. Die JTAG-Testarchitektur stellt ein Mittel zur Verfügung, Verbindungen zwischen einheitlichen Stromkreisen auf einem Ausschuss zu prüfen, ohne physische Testuntersuchungen zu verwenden. JTAG Werkzeug-Verkäufer stellen verschiedene Typen des Stimulus und der hoch entwickelten Algorithmen zur Verfügung, um nicht nur die Mangel-Netze zu entdecken, sondern auch die Schulden zu spezifischen Netzen, Geräten und Nadeln zu isolieren.

Wenn Ausschüsse dem Test fehlen, können Techniker desolder und gefehlte Bestandteile, eine bekannte Aufgabe ersetzen, wie nacharbeiten.

Schutz und das Verpacken

PCBs, die für äußerste Umgebungen häufig beabsichtigt sind, haben einen conformal Überzug, der durch das Tauchen oder das Sprühen angewandt wird, nachdem die Bestandteile verlötet worden sind. Der Mantel verhindert Korrosion und Leckage-Ströme oder shorting wegen der Kondensation. Die frühsten Conformal-Mäntel waren Wachs; moderne Conformal-Mäntel sind gewöhnlich kurze Bäder von verdünnten Lösungen von Silikon-Gummi, Polyurethan, Acryl oder Epoxydharz. Eine andere Technik, für einen conformal Überzug anzuwenden, ist für Plastik, der auf den PCB in einem Vakuumraum zu stottern ist. Der Hauptnachteil von conformal Überzügen ist, dass die Wartung des Ausschusses äußerst schwierig gemacht wird.

Viele haben sich versammelt PCBs sind empfindlich statisch, und müssen deshalb in antistatische Taschen während des Transports gelegt werden. Wenn er diese Ausschüsse behandelt, muss der Benutzer (earthed) niedergelegt werden. Unpassende behandelnde Techniken könnten eine angesammelte statische Anklage durch den Ausschuss übersenden, beschädigend oder Bestandteile zerstörend. Sogar bloße Ausschüsse sind manchmal empfindlich statisch. Spuren sind so fein geworden, dass es ziemlich möglich ist, ein Ätzen vom Ausschuss zu blasen (oder seine Eigenschaften zu ändern), mit einer statischen Anklage. Das ist auf nicht traditionellem PCBs wie MCMs und Mikrowellen-PCBs besonders wahr.

Design

Gedrucktes Leiterplatte-Design war am Anfang ein völlig manueller Prozess, wo ein anfängliches schematisches Diagramm in ein Lay-Out von Teilen umgewandelt wurde, dann verfolgt, wurden zwischen Paket-Terminals aufgewühlt, um die erforderlichen Verbindungen zur Verfügung zu stellen. Das vorgedruckte Nichtreproduzieren mylar Bratrost hat beim Lay-Out geholfen, und reiben Sie - auf trockenen Übertragungen von allgemeinen Maßnahmen von Stromkreis-Elementen (Polster, setzen Sie sich mit Fingern, integrierten Stromkreis-Profilen in Verbindung, und so weiter) hat geholfen, das Lay-Out zu standardisieren. Spuren zwischen Geräten wurden mit dem selbstklebenden Band gemacht. Das beendete Lay-Out "Gestaltungsarbeit" wurde dann auf den widerstehen Schichten angestrichener kupfergekleideter Ausschüsse des Formblattes fotografisch wieder hervorgebracht.

Moderne Praxis ist weniger intensive Arbeit, da Computer viele der Lay-Out-Schritte automatisch durchführen können. Der allgemeine Fortschritt für ein kommerzielles gedrucktes Leiterplatte-Design würde einschließen:

1. Schematische Festnahme durch ein Elektronisches Designautomationswerkzeug.
2. Karte-Dimensionen und Schablone werden gestützt auf dem erforderlichen Schaltsystem und Fall des PCB entschieden. Bestimmen Sie die festen Bestandteile und heizen Sie Becken auf Anfrage.
3. Das Entscheiden von Stapel-Schichten des PCB. 4 bis 12 Schichten oder mehr abhängig von der Designkompliziertheit. Boden-Flugzeug und Macht-Flugzeug werden entschieden. Signalflugzeuge, wo Signale aufgewühlt werden, sind in der Spitzenschicht sowie den inneren Schichten.
4. Linienscheinwiderstand-Entschluss mit der dielektrischen Schicht-Dicke, Routenplanungskupferdicke und Spur-Breite. Im Falle Differenzialsignale auch in Betracht gezogene Spur-Trennung. Mikrofilmstreifen, Trennlinie oder Doppeltrennlinie können an Weg-Signale gewöhnt sein.
5. Stellen der Bestandteile. Thermalrücksichten und Geometrie werden in Betracht gezogen. Vias und Länder werden gekennzeichnet.
6. Routenplanung die Signalspur. Für die optimale EMI Leistung werden hohe Frequenzsignale in inneren Schichten zwischen der Macht oder den Boden-Flugzeugen aufgewühlt, weil sich Macht-Flugzeug als Boden für AC benimmt.
7. Dateigeneration von Gerber für die Herstellung.

Im Lay-Out des Ausschusses ist ein Macht-Flugzeug die Kopie zum Boden-Flugzeug und benimmt sich als ein AC-Signalboden, während es Gleichstrom-Stromspannung zur Verfügung stellt, um auf dem PCB bestiegene Stromkreise anzutreiben. Wo möglich ist es gut, ein Macht-Flugzeug für jedes Boden-Flugzeug auf einem Ausschuss (bekannt als ein "Flugzeug-Paar") zu haben, weil das Macht-Versorgungsscheinwiderstand auf die Bestandteile auf dem Ausschuss reduziert. In Designwerkzeugen der elektronischen Designautomation (EDA) werden Macht-Flugzeuge (und Boden-Flugzeuge) gewöhnlich automatisch als eine negative Schicht gezogen. Das Hinzufügen primitiver Lay-Out-Gestalten (zum Beispiel, ein Berliner-Polster) auf solch einer Schicht erzeugt automatisch eine Verneinung jener Primitiven, Kupfer legend, wo auch immer es keine Spur oder darüber gibt.

Kupferdicke

Die Kupferdicke von PCBs kann in Einheiten der Länge angegeben werden, aber wird häufig als Gewicht von Kupfer pro Quadratfuß in Unzen angegeben, der leichter ist zu messen. Jede Unze Kupfer ist etwa 1.4 mils (0.0014 Zoll) oder 35 μm der Dicke.

Die gedruckte Leiterplatte-Industrie definiert schweres Kupfer als Schichten außerordentliche 3 Unzen Kupfer oder etwa 0.0042 Zoll (4.2 mils, 105 μm) dick. PCB Entwerfer und Verarbeiter verwenden häufig schweres Kupfer, wenn Design und Produktionsleiterplatten, um aktuelle Tragfähigkeit sowie Widerstand gegen Thermalbeanspruchungen zu vergrößern. Schweres Kupfer hat Vias-Übertragungshitze zum Außenhitzebecken gepanzert. IPC 2152 ist ein Standard, um aktuelle Tragfähigkeit von gedruckten Leiterplatte-Spuren zu bestimmen.

Sicherheitszertifikat (die Vereinigten Staaten)

Sicherheitsstandard UL 796 Deckel-Teilsicherheitsvoraussetzungen für Ausschüsse der gedruckten Verdrahtung für den Gebrauch als Bestandteile in Geräten oder Geräten. Prüfung analysiert Eigenschaften wie Entflammbarkeit, maximale Betriebstemperatur, das elektrische Verfolgen, die Hitzeablenkung und die direkte Unterstützung von lebenden elektrischen Teilen.

"Cordwood" Aufbau

Aufbau von Cordwood kann bedeutenden Raum sparen und wurde häufig mit leitungsbeendeten Bestandteilen in Anwendungen verwendet, wo Raum an einer Prämie (wie Raketenleitung und Telemetrie-Systeme) und in Hochleistungscomputern war, wo kurze Spuren wichtig waren. Im "cordwood" Aufbau wurden axiale-leaded Bestandteile zwischen zwei parallelen Flugzeugen bestiegen. Die Bestandteile wurden entweder zusammen mit der Springer-Leitung verlötet, oder sie wurden mit anderen Bestandteilen durch das dünne Nickel-Zierband geschweißt rechtwinklig auf den Bestandteil verbunden führt. Um shorting zusammen verschiedene Verbindungsschichten zu vermeiden, wurden dünne Isolieren-Karten zwischen ihnen gelegt. Perforationen oder Löcher im erlaubten Bestandteil der Karten führen, um durch zur folgenden Verbindungsschicht vorzuspringen. Der Nachteil dieses Systems ist, dass spezielle Bestandteile des Nickels-leaded verwendet werden mussten, um den miteinander verbunden werdenden Schweißstellen zu erlauben, gemacht zu werden, und dass im Interieur gelegene Bestandteile schwierig sind zu ersetzen. Einige Versionen des cordwood Aufbaus haben verlöteten einseitig bespannten PCBs als die Verbindungsmethode (wie geschildert) verwendet, den Gebrauch von normalen-leaded Bestandteilen erlaubend.

Vor dem Advent von einheitlichen Stromkreisen hat diese Methode die höchstmögliche sich verpacken lassende Teildichte erlaubt; wegen dessen wurde es von mehreren Computerverkäufern einschließlich Control Data Corporation verwendet. Die cordwood Methode des Aufbaus wurde nur selten einmal Halbleiter-Elektronik verwendet, und PCBs ist weit verbreitet geworden.

Mehrleitungsausschüsse

Mehrleitung ist eine patentierte Technik der Verbindung, die maschinenaufgewühlte isolierte Leitungen verwendet, die in einer Nichtleiten-Matrix (häufig Plastikharz) eingebettet sind. Es wurde während der 1980er Jahre und der 1990er Jahre verwendet. (Kollmorgen Technologies Corp., abgelegter 1978) Mehrleitung ist noch 2010 durch Hitachi verfügbar. Es gibt andere telegrafierende getrennte Wettbewerbstechnologien, die (Jumatech http://www.jumapcb.com/, layered Platten) entwickelt worden sind.

Seitdem es ziemlich leicht war, Verbindungen (Leitungen) innerhalb der Einbetten-Matrix, die Annäherung erlaubt Entwerfer aufzuschobern, um völlig über die Routenplanung von Leitungen (gewöhnlich eine zeitraubende Operation des PCB Designs) zu vergessen: Dennoch braucht der Entwerfer eine Verbindung, die Maschine wird eine Leitung in der Gerade von einer Position/Nadel bis einen anderen ziehen. Das hat zu sehr kurzen Designzeiten (keine komplizierten Algorithmen geführt, um sogar für Designs der hohen Speicherdichte zu verwenden), sowie hat crosstalk reduziert (der schlechter ist, wenn Leitungen zu einander parallel verlaufen — der fast nie in der Mehrleitung geschieht), obwohl die Kosten zu hoch sind, um sich mit preiswerteren PCB Technologien zu bewerben, wenn große Mengen erforderlich sind.

Technologie durch das Loch

Der erste PCBs hat Technologie durch das Loch verwendet, besteigend, dass elektronische Bestandteile dadurch eingefügt durch Löcher auf einer Seite des Ausschusses und verlötet auf Kupferspuren auf der anderen Seite führen. Ausschüsse, können mit einer ungepanzerten Teilseite oder kompakteren zweiseitigen Ausschüssen, mit Bestandteilen verlötet an beiden Seiten einseitig bespannt sein. Die horizontale Installation von Teilen durch das Loch mit zwei axialen führt (z.B, Widerstände, Kondensatoren und Dioden) wird durch das Verbiegen des Führens von 90 Graden in derselben Richtung getan, wenn es den Teil in den Eber einfügt (bringt häufig das Verbiegen gelegen auf der Rückseite vom Ausschuss in entgegengesetzten Richtungen dazu, die mechanische Kraft des Teils zu verbessern), das Führen verlötend, und von den Enden zurechtmachend. Führt kann entweder manuell oder durch eine Welle-Löten-Maschine verlötet werden.

PCB Technologie durch das Loch hat fast völlig frühere Elektronik-Zusammenbau-Techniken wie Punkt-zu-Punkt-Aufbau ersetzt. Von der zweiten Generation von Computern in den 1950er Jahren, bis Oberflächengestell-Technologie populär gegen Ende der 1980er Jahre geworden ist, war jeder Bestandteil auf einem typischen PCB ein Bestandteil durch das Loch.

Fertigung durch das Loch trägt zum gekosteten Ausschuss bei, indem sie viele Löcher verlangt wird, genau gebohrt zu werden, und beschränkt das verfügbare Routenplanungsgebiet für Signalspuren auf Schichten sofort unter der Spitzenschicht auf Mehrschicht-Ausschüssen, da die Löcher alle Schichten zur Gegenseite durchführen müssen. Sobald das Oberflächenbesteigen in Gebrauch eingetreten ist, wurden klein-große SMD Bestandteile wo möglich mit dem Steigen durch das Loch nur Bestandteile verwendet, die unpassend für das Oberflächenbesteigen wegen Macht-Voraussetzungen oder mechanischer Beschränkungen oder Themas mechanischer Betonung groß sind, die den PCB beschädigen könnte.

File:MOS6581 haben Chtaube061229.jpg|Through-Loch-Geräte auf der Leiterplatte einer Mitte der 1980er Jahre Hauscomputer bestiegen

File:Box 02in pcb Kasten der Bit jpg|A von Bohrmaschine-Bit verwendet, um Löcher in gedruckten Leiterplatten zu machen. Während Bit des Wolfram-Karbids sehr hart sind, nutzen sie sich schließlich ab oder brechen. Das Bilden von Löchern ist ein beträchtlicher Teil der Kosten einer gedruckten Leiterplatte durch das Loch.

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Oberflächengestell-Technologie

Oberflächengestell-Technologie ist in den 1960er Jahren, gewonnener Schwung am Anfang der 1980er Jahre erschienen und ist weit verwendet durch die Mitte der 1990er Jahre geworden.

Bestandteile wurden mechanisch neu entworfen, um kleine Metalletikette oder Endkappen zu haben, die direkt auf der PCB-Oberfläche verlötet werden konnten, statt der Leitung führt, um Löcher durchzuführen. Bestandteile sind viel kleineres und bildendes Stellen an beiden Seiten des Ausschusses geworden ist mehr üblich geworden als mit dem Steigen durch das Loch, viel kleinere PCB Bauteile mit viel höheren Stromkreis-Dichten erlaubend.

Das Oberflächensteigen leiht sich gut hochgradig der Automation, Arbeitskosten reduzierend und außerordentlich Produktionsraten vergrößernd. Bestandteile können bestiegen auf Transportunternehmen-Bändern geliefert werden. Oberflächengestell-Bestandteile können über das ein Viertel zu einem Zehntel der Größe und Gewicht von Bestandteilen durch das Loch und passiven viel preiswerteren Bestandteilen sein; Preise von Halbleiter-Oberflächengestell-Geräten (SMDs) werden mehr durch den Span selbst bestimmt als das Paket mit wenig Preisvorteil gegenüber größeren Paketen. Einige leitungsbeendete Bestandteile, solcher als 1N4148 Schalter-Dioden des kleinen Signals, sind wirklich bedeutsam preiswerter als SMD Entsprechungen.

Siehe auch

• Brotschneidebrett

Stripboard

• C.I.D.+
• Design für manufacturability (PCB)
• Das elektronische Verpacken
• Elektronische Verschwendung
• Mehrspan-Modul
• Occam Prozess - ein anderer Prozess für die Herstellung von PCBs
• Gedruckte Elektronik - Entwicklung von Bestandteilen durch den Druck
• Gedruckte Leiterplatte, die sich prügelt

PCB Materialien

• Leitende Tinte
• Folie-Materialien:
• BT-Epoxydharz
• Zerlegbares Epoxydharz-Material, CEM-1,5
• Cyanate Ester
• FR-2
• FR-4, das allgemeinste PCB Material
• Polyimide
• PTFE, Polytetrafluoroethylene (Teflon)

PCB Lay-Out-Software

• Liste von EDA Gesellschaften
• Vergleich der EDA Software

Links

Designrichtlinien

• PWB/PCB Design - Analog, RF & EMC Considerations im Vorstandsdesign der Gedruckten Verdrahtung
• EMC Designrichtlinie-Sammlung auf der Website von LearnEMC
• PCB Tutorenkurs des Designs/Lay-Outs (PDF)
• Kapitel-Exzerpt (166-Seite-PDF) von Analoggeräten Op Ampere-Handbuch: Hardware und Hauswirtschaft-Techniken. Schließt PCB Designtipps ein.

http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/Web_Ch7_final_J.pdf

• Gedrucktes Leiterplatte-Lay-Out für EMC

Standards und Spezifizierungen

• MIL-PRF-31032, Leistungsspezifizierung Gedruckte Leiterplatte / Ausschuss der Gedruckten Verdrahtung
• MIL-PRF-55110, Leistungsspezifizierung für die starre gedruckte Leiterplatte / Ausschuss der gedruckten Verdrahtung
• MIL-PRF-50884, Leistungsspezifizierung für die flexible und starr-flexible gedruckte Leiterplatte / Ausschuss der gedruckten Verdrahtung
• RS-274X Verlängerte Format-Spezifizierung von Gerber (Revision G), Ucamco Dezember 2010
• IPC-2152 Standard für die Bestimmung der Aktuellen Tragfähigkeit in Schwerem Kupfernem PCB (Registrierung erforderlich)
• PCB Kupferdicke