Ein Kupferguss ist eine Komponente des Leiterplattendesigns (PCB). Leiterplatten, bei denen es sich um dünne Leiterplatten handelt, die mit elektrischen Leitungen bedeckt sind, werden in den meisten elektronischen Geräten verwendet und verwenden das Metall Kupfer als elektrischen Leiter. Obwohl ein Teil des Kupfers während des PCB-Herstellungsprozesses weggeätzt wird, bleibt anderes Kupfer an Ort und Stelle, um eine leitfähige Oberfläche zu erzeugen. Diese Kupferschicht, die um die einzelnen elektronischen Bauteile der Leiterplatte zu „fließen“ scheint, ist der Kupferguss.
Kupfermetall wird in der Elektronik häufig verwendet, da es eine sehr hohe Leitfähigkeit hat. Die Struktur von Kupfer auf atomarer Ebene besteht aus einem Gitter von Atomen, die durch schwache metallische Bindungen zusammengehalten werden. Dadurch können die Kupferelektronen leicht durch das Gitter von einem Atom zum anderen fließen und dabei Energie in Form von Elektrizität oder Wärme transportieren.
Leiterplatten nutzen die Leitfähigkeit von Kupfer, um elektrische Signale von einem elektronischen Bauteil auf der Platine zu einem anderen zu übertragen. In den meisten Fällen wird eine Leiterplatte durch Laminieren einer dünnen Kupferfolie auf ein inertes Substratmaterial zur Unterstützung hergestellt. Überschüssiges Kupfer wird dann mit Chemikalien weggeätzt, sodass nur die für den Betrieb notwendigen Verbindungen erhalten bleiben.
Ein Kupferguss kann für das PCB-Design von Vorteil sein, da er die Menge des erforderlichen chemischen Ätzens reduziert, indem ein relativ großer Kupferraum auf der Platine verbleibt. Da es die Platine um die einzelnen elektronischen Komponenten ausfüllt, kann der Kupferguss auch diese Komponenten verbinden und Strom leiten. Die für den Kupferguss vorgesehenen Bereiche einer Leiterplatte werden bereits im Schaltungsdesignprozess mit einer speziellen Software geplant und modelliert.
Eine weitere wichtige Funktion eines Kupfergusses ist seine Verwendung als Massefläche. Als Masseebene existiert die Kupferschicht tatsächlich auf einer anderen Schicht oder einem anderen elektrischen Netz als die anderen Komponenten und ist nur als Erdungsmaterial mit ihnen verbunden. Der Strom in den Leiterplatten eines elektronischen Geräts wird geerdet oder nach unten in den Kupferguss geleitet, wodurch die Leiterplatten einen gemeinsamen Bezugspunkt haben, um die Spannung zu bestimmen. Für Leiterplatten ist es oft wichtig, die Signalspannung an diesem gemeinsamen Punkt, dem sogenannten Bezugspotential, zu messen.
Neben seinen Anwendungen in der elektrischen Leitfähigkeit weist Kupfer auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und kann als Kühlkörper verwendet werden. Kühlkörper sind Substanzen, die überschüssige Wärme von Hochtemperaturkomponenten ableiten und in der Elektronik verwendet werden, um eine Überhitzung von Geräten zu verhindern. In einer Leiterplatte kann die von elektrischen Teilen erzeugte Wärmeenergie in den Kupferguss geleitet werden, wodurch die Leiterplatte effektiver funktioniert.