Noticias de PCB - Cómo ajustar el ancho de línea en el PCB

El cobre es un conductor fuerte con alto punto de fusión, pero todavía Debes tratar de mantenerlo a baja temperatura. Aquí necesitas ajustar el ancho del cable para mantener la temperatura dentro de un cierto rango. Sin embargo, aquí es donde debe considerar la corriente que fluye en una línea dada. Cuando se utilizan guías de alimentación, componentes de alta tensión y otros componentes sensibles al calor de la placa de pcb, el ancho de cableado del PCB se puede determinar a través de su relación con el amperímetro para determinar el ancho de cableado a utilizar en el diseño.

Un problema de la mayoría de las tablas es que no pueden resolver el problema del enrutamiento de Resistencia controlada. Ha determinado el tamaño del cableado para controlar la resistencia, es difícil determinar el aumento de temperatura solo con la tabla, debe usar una calculadora. Sin embargo, una alternativa es utilizar el ipc2152 normogram para comprobar si la relación corriente - temperatura está dentro del rango de funcionamiento de la curva de Resistencia controlada.

En mi trabajo diario, me encuentro pasando mucho tiempo navegando por los foros ee. Un problema frecuente durante el diseño y cableado de los PCB es determinar el ancho de cableado recomendado para mantener la temperatura del equipo dentro de un rango específico del valor de corriente dado y viceversa. Aunque el cobre tiene un punto de fusión alto y puede soportar altas temperaturas, idealmente debe mantener el aumento de la temperatura en la placa a no más de 10 ° c. Permitir que el cableado de PCB alcance una temperatura muy alta aumentará la temperatura ambiente vista por el componente, lo que supondrá una mayor carga para las medidas de enfriamiento activo.

El estándar ipc2152 es el lugar donde se comienzan a medir las dimensiones de los hilos y los agujeros. Las fórmulas especificadas en estas normas son simples para calcular el límite de corriente para un aumento de temperatura dado, aunque no tienen en cuenta el cableado de Resistencia controlada. dicho esto, el uso de anchos de trazas de PCB y medidores de corriente es un buen punto de partida para determinar el ancho / sección transversal de las trazas de pcb. Esto le permite determinar eficazmente el límite superior de la corriente permitida en el cableado, que luego se puede utilizar para ajustar el tamaño del cableado del cableado de Resistencia controlada.

Cuando el aumento de temperatura en la placa que funciona a alta corriente alcanza un valor muy grande, las propiedades eléctricas del sustrato mostrarán los cambios correspondientes a altas temperaturas. Las propiedades eléctricas y mecánicas del sustrato cambian con la temperatura, y si funciona a altas temperaturas durante mucho tiempo, el sustrato cambiará de color y se debilitará. Esta es también una de las razones por las que los diseñadores que conozco controlan el tamaño del cableado a menos de 10 ° c. Otra razón para hacerlo es adaptarse a un amplio rango de temperatura ambiente, en lugar de considerar una temperatura de trabajo específica.

El siguiente gráfico de la relación entre el ancho del rastro de PCB y la corriente muestra el ancho del rastro y la cantidad de valores de corriente correspondientes, que limitarán el aumento de la temperatura a 10 ° C a través de una onza por pie cuadrado de cobre. Esto debería hacerte saber cómo ajustar el tamaño del cableado en el pcb.

Diferentes grosores de cableado / peso de cobre. El espesor de la traza se calculará en función del peso del cobre en la placa. Solo incluimos el estándar de 1 onza por pie cuadrado. Valores por encima de los pies. Sin embargo, las placas de circuito que se pretenden operar a altas corrientes suelen requerir cobre más pesado para adaptarse a un aumento de temperatura más alto. No hay datos de resistencia. Si es necesario controlar el cableado de resistencia, verifique que el tamaño del cableado calculado cumple con los límites especificados anteriormente.

Reemplazar el sustrato. Los datos anteriores se compilan para fr4 y abarcarán un gran número de PCBs que ya están en producción. Sin embargo, las aplicaciones pueden requerir PCBs de núcleo de aluminio, sustratos cerámicos o laminados de alta velocidad. Si utiliza un sustrato con alta conductividad térmica, la temperatura del cableado disminuirá a medida que se lleve el calor del cableado térmico. para la aproximación de primer orden, el aumento de la temperatura se escalará en función de la relación entre la conductividad térmica del sustrato requerido y la conductividad térmica del fr4.

Si se va a utilizar un peso de cobre diferente, verifique el aumento de temperatura y el tamaño controlado del cableado de resistencia de la corriente, y luego use el gráfico de línea estándar ipc2152. Esta es una buena manera de determinar el tamaño de un conductor con una corriente específica y un aumento de la temperatura. Además, si se ha seleccionado el ancho de línea, se puede determinar la corriente que provocará un aumento de temperatura específico. Esto se muestra en dos ejemplos en el gráfico de columnas a continuación. La Flecha Roja muestra cómo determinar el ancho de cableado necesario, el peso del cobre (es decir, el área de sección transversal del cableado) y la corriente de aumento de temperatura. En este caso, primero se selecciona el ancho del conductor (140 mils) y luego se dibuja horizontalmente la Flecha Roja hasta el peso de cobre requerido (1 onza por pie cuadrado). Luego, rastreamos verticalmente el aumento de temperatura necesario (10 ° c) y luego regresamos al eje y para encontrar el límite de corriente correspondiente.

La flecha naranja se mueve en la otra Dirección. Comenzamos con la corriente necesaria (1a) y rastreamos horizontalmente el aumento de temperatura necesario (30 ° c). Luego, seguimos verticalmente hacia abajo para determinar el tamaño del seguimiento. En este caso, Supongamos que especificamos 0,5 onzas por pie cuadrado de cobre. ¿Una vez que rastreamos esta línea, rastreamos horizontalmente al eje y, ¿ qué encontramos? El ancho del conductor de 40 mils. Supongamos que el peso del cobre que queremos usar es de 1 onza por pie cuadrado; En este caso, encontramos que el ancho de cableado necesario era de 20 milímetros.