Dati PCB - Come regolare la dimensione della larghezza di traccia nella scheda PCB

Sulla Scheda PCB, Il rame è un conduttore forte con un alto punto di fusione, ma dovresti comunque fare del tuo meglio per tenerlo freddo. Qui è necessario dimensionare la larghezza della traccia in modo appropriato per mantenere la temperatura entro un certo intervallo. Tuttavia, Questo è dove è necessario considerare la corrente che scorre in una determinata traccia. Quando si lavora con guide elettriche, componenti ad alta tensione, e altre parti sensibili al calore della scheda, la relazione tra la larghezza della traccia PCB e l'amperometro può essere utilizzata per determinare la larghezza della traccia che deve essere utilizzata nel layout. Un problema con la maggior parte delle tabelle è che non affrontano il routing ad impedenza controllata. Hai dimensionato le tracce in modo da poter controllare l'impedenza, È difficile determinare l'aumento della temperatura semplicemente guardando una tabella, e dovrai usare una calcolatrice. Tuttavia, un'alternativa consiste nell'utilizzare il nomogramma IPC2152 per verificare che il rapporto corrente-temperatura si trovi all'interno del campo operativo nella curva di impedenza controllata.

Un problema che si presenta spesso durante Scheda PCB Il design e il routing determinano le larghezze di traccia raccomandate per mantenere la temperatura del dispositivo entro un certo intervallo per un dato valore corrente, e viceversa. Anche se il rame ha un alto punto di fusione e può resistere alle alte temperature, Si dovrebbe idealmente mantenere l'aumento della temperatura della tavola entro 10°C. Consentire Scheda PCB tracce per raggiungere temperature molto elevate aumentano la temperatura ambiente vista dal componente, che grava maggiormente sulle misure di raffreddamento attivo. Lo standard IPC2152 è il punto di partenza per dimensionare filati e vias. Le formule specificate in questi standard sono semplici per calcolare il limite corrente per un dato aumento di temperatura, anche se non tengono conto del cablaggio ad impedenza controllata. Detto questo, utilizzando un Scheda PCB larghezza traccia vs. amperometro è un buon punto di partenza per determinare Scheda PCB larghezza traccia/area della sezione trasversale. Ciò consente di determinare efficacemente un limite superiore sulla corrente ammissibile nella traccia, che può quindi essere utilizzato per dimensionare la traccia per instradamento ad impedenza controllata. Le proprietà elettriche del substrato presentano cambiamenti corrispondenti ad alta temperatura quando l'aumento di temperatura della scheda che opera ad alta corrente raggiunge valori molto grandi. Le proprietà elettriche e meccaniche dei substrati cambiano con la temperatura, e se azionato ad alte temperature per lunghi periodi di tempo, i substrati diventeranno scoloriti e indeboliti. Questo è uno dei motivi per cui i progettisti che conosco avrebbero dimensionato le tracce per mantenere l'aumento della temperatura entro 10°C. Un altro motivo per farlo è quello di ospitare una vasta gamma di temperature ambientali piuttosto che considerare una temperatura di esercizio specifica. Il Scheda PCB La larghezza della traccia rispetto alla tabella corrente qui sotto mostra la larghezza della traccia e il numero corrispondente di valori correnti che limiterebbero l'aumento della temperatura a 10°C a 1oz/sq. peso del piede in rame. Questo dovrebbe darvi un'idea di come dimensionare le tracce nel Scheda PCB.

Spessore differente della traccia/peso del rame. Lo spessore della traccia deve essere calcolato in base al peso del rame sul bordo. Includiamo solo il standard 1 oz/sq ft. valore in piedi. Tuttavia, Le schede per funzionare a correnti elevate richiedono spesso rame più pesante per accogliere aumenti di temperatura più elevati. Nessun dato sull'impedenza. Se è necessario utilizzare il routing ad impedenza controllata, è necessario verificare che la dimensione calcolata della traccia soddisfi i vincoli specificati sopra. Substrati alternativi. I dati di cui sopra sono compilati per FR4, che riguarderà un gran numero di PCB già in produzione. Tuttavia, Le applicazioni possono richiedere PCB a nucleo di alluminio, substrati ceramici o laminati ad alta velocità. Se si utilizza un substrato con maggiore conducibilità termica, le tracce si raffredderanno man mano che il calore viene rimosso dalle tracce calde. Per un'approssimazione di primo ordine, l'aumento della temperatura sarà scalato dal rapporto tra la conducibilità termica del substrato desiderato e quella di FR4. Se devono essere utilizzati pesi di rame diversi, verificare la dimensione controllata della traccia di impedenza per aumento di temperatura e corrente, quindi il nomogramma della norma IPC2152 deve essere utilizzato. Questo è un buon modo per dimensionare i conduttori per uno specifico aumento di corrente e temperatura. Anche, se hai scelto la larghezza della traccia, è possibile determinare la corrente che causerà un aumento specifico della temperatura. Le frecce rosse mostrano come determinare la larghezza di traccia richiesta, copper weight (i.e. trace cross-sectional area), e corrente di aumento della temperatura. In questo esempio, first select the conductor width (140 mils), then draw the red arrows horizontally to the desired copper weight (1 oz/sq ft). We then trace vertically to the desired temperature rise (10°C) and then trace back to the y-axis to find the corresponding current limit (2.75A). La freccia arancione si muove nell'altra direzione. We start with the desired current (1A) and trace horizontally to the desired temperature rise (30°C). Poi tracciamo verticalmente per determinare la dimensione della traccia. In questo esempio, Diciamo di specificare 0.5 oz/sq. peso del piede in rame. Dopo aver tracciato fino a questa linea, Abbiamo tracciato indietro orizzontalmente all'asse y per trovare la larghezza del conduttore di ~40 mil. Diciamo che il rame che vogliamo usare pesa 1 oncia/sq. ft. ; in questo caso scopriremmo che la larghezza di traccia richiesta è di 20 mil su Scheda PCB.