L'actualité PCB - Calcul de la résistance d'une carte de circuit imprimé

Cet article présentera l'application de la relation entre la taille de la ligne et la taille de la ligne de connexion de la carte imprimée dans la conception de PCB, ainsi que la relation fonctionnelle entre la résistance et la taille et la température pour calculer la résistance de la ligne de connexion.

Un grand nombre d'informations sur les paramètres électriques des fils électriques liés à la taille (souvent appelés jauges) peuvent être obtenues à partir de diverses publications et manuels. Mais il y a très peu de paramètres sur la façon d'utiliser ces informations pour analyser les lignes de connexion de la carte de circuit imprimé. La relation entre la taille du fil et la surface du fil de connexion est présentée ci - dessous et comment utiliser la résistance du fil de connexion en fonction de la taille et de la température.

Informations de fond

Il n'y a pas de définition spécifique de ces étapes dans tous les matériaux, mais une chose est cohérente: la spécification 0000 (4 / 0), dont le diamètre est défini comme 04600 pouces; Spécification 36, son diamètre est de 00050 pouces. Les dimensions géométriques des autres spécifications se situent entre deux points. Si ces dimensions sont réparties uniformément, le rapport entre deux diamètres adjacents quelconques peut être obtenu par la formule suivante (Note: il y a 39 niveaux entre la dimension 0000 et la dimension 36).

En pratique, la répartition des diamètres n'est pas uniforme pour chaque spécification. Le rapport entre deux diamètres adjacents quelconques dans le tableau est très similaire au calcul de cette formule, mais après plusieurs niveaux, il y aura un écart important dû à l'accumulation d'erreurs, de sorte que les valeurs calculées à l'aide de la formule ci - dessus sont approximatives et non réelles.

Formule de calcul

Dans le diagramme logarithmique commun du diamètre, du diamètre et de la jauge, on peut voir qu'il y a une certaine régularité dans la croissance du diamètre et que la courbe logarithmique du diamètre et de la jauge est presque une ligne droite. L'équation pour cette courbe est: spécification = -9.6954-19.8578 * LOG10 (d), où D est le diamètre du fil en pouces.

La section transversale des fils de connexion de la carte de circuit imprimé est rectangulaire plutôt que circulaire. Ainsi, l'équation qui permet de définir la surface de la section comme variable est la suivante: spécification = 1,08 0,10 * LOG10 (L / a), où a est la surface de la section en pouces carrés.

Lorsque la surface de la Section du fil est connue, la taille équivalente du fil peut être calculée par la formule ci - dessus. Inversement, lorsque les dimensions du fil sont connues, la surface de la Section du fil de connexion peut être calculée par la formule suivante: Area = L / (10 (10 * Spec - 10,8))

Résistance du fil

Certaines valeurs de paramètres pour les spécifications pertinentes sont souvent fournies dans le tableau des spécifications du fil. Grâce à ces valeurs de paramètres, il est possible d'estimer la résistance d'une certaine longueur de fil. Le calcul de la résistance du fil de connexion est un peu plus complexe que celui de la résistance du fil. Chaque métal a une résistivité (parfois appelée résistance caractéristique). La relation entre la résistivité, la longueur du fil, la section et la résistance est: r = Í * L / A

Où R est la résistance en ohms, l est la longueur du fil et a est la section transversale. Les unités de résistivité sont exprimées en ohms et en unités de longueur. La résistivité du cuivre pur est généralement: Í = 1724 (microohm - cm) ou Í

Utilisez ce paramètre pour calculer la résistance de n'importe quel fil de connexion en cuivre, c'est - à - dire la résistivité divisée par la surface de la section transversale du fil de connexion et multipliée par la longueur du fil de connexion. Mais il faut noter que la résistivité varie avec la température, la résistivité généralement donnée étant celle à 20°C. La valeur de résistance calculée à l'aide de la résistivité est donc la résistance à une température ambiante de 20°C.

La résistance du fil de connexion augmente avec la température. Un paramètre appelé "coefficient de température de résistance" peut indiquer l'amplitude de cette variation. L'effet de ce paramètre sur la résistance peut être calculé par la formule suivante: R2 / R1 = 1 00093 * (T2 - T1)

Où R1 et T1 sont la résistance de référence et la température de référence en °C. T2 est la nouvelle température et R2 est la résistance à la nouvelle température.

Couche de soudure

Enfin, nous analysons la variation de la résistance de la couche de soudure au fil de connexion. La résistance électrique de tout conducteur est fonction de sa résistivité et, dans l'analyse, les fils de connexion et la couche de soudure peuvent être considérés comme des conducteurs parallèles. En supposant que la couche de soudure et le fil de connexion aient la même largeur et la même longueur, il suffit de prendre en compte les épaisseurs du fil de connexion et de la couche de soudure.

La résistivité du cuivre est de 1724 microohms - CM, tandis que celle de l'étain est de 11,5 microohms - CM, soit 6,7 fois celle du cuivre. La résistivité du plomb est de 22 microohms - CM, soit environ 13 fois celle du cuivre. Ainsi, selon le rapport des teneurs en étain et en plomb dans la soudure, la résistivité de la couche de soudure est environ 10 fois supérieure à celle d'un fil de connexion en cuivre de même épaisseur.

Comme la taille du shunt entre les conducteurs est inversement proportionnelle à la résistance, environ 90% du courant circule dans le fil de cuivre (le courant restant circule dans la couche de soudure) avec la même épaisseur du fil de cuivre et de la couche de soudure. Ainsi, l'influence de la couche de soudure sur la résistance et la chute de tension de la ligne de connexion peut souvent être ignorée lors de mesures inexactes.

Ce qui précède est une introduction au calcul de la résistance des circuits imprimés. IPCB est également fourni aux fabricants de PCB et à la technologie de fabrication de PCB