Berita PCB - Kalkulasi perlawanan dalam papan sirkuit cetak

Artikel ini akan memperkenalkan penggunaan hubungan antara saiz wayar dan saiz garis sambungan papan dicetak dalam rancangan PCB, serta hubungan fungsional antara resistensi dan saiz dan suhu untuk mengira resistensi garis sambungan.

Jumlah besar maklumat mengenai parameter elektrik wayar (biasanya dipanggil ukur wayar) berkaitan dengan saiz boleh diperoleh dari pelbagai penerbitan dan manual. Tetapi bagaimana menggunakan maklumat ini untuk menganalisis parameter garis sambungan papan sirkuit cetak adalah jarang. Berikut akan memperkenalkan hubungan antara saiz wayar dan kawasan wayar yang menyambung, dan bagaimana menggunakan fungsi resistensi wayar yang menyambung dan saiz dan suhu.

Maklumat latar belakang

Tiada definisi spesifik langkah-langkah ini dalam semua bahan, tetapi satu perkara konsisten: spesifikasi 0000 (4/0), diameternya ditakrif sebagai 0.4600 inci; spesifikasi 36, diameter ialah 0.0050 inci. Dimensi geometri spesifikasi lain adalah antara dua titik. Jika saiz ini disebarkan secara bersamaan, nisbah antara mana-mana dua diameter bersebelahan boleh dicapai dengan formula berikut (catatan: ada 39 aras antara saiz 0000 dan saiz 36).

Sebenarnya, diameter setiap spesifikasi tidak disebarkan secara bersamaan. Nisbah diantara mana-mana dua diameter bersebelahan dalam jadual adalah sangat mirip dengan hasil pengiraan formula ini, tetapi selepas beberapa aras, akan ada deviasi besar disebabkan akumulasi ralat, jadi nilai dikira menggunakan formula di atas adalah nilai kira-kira daripada nilai sebenar.

Persamaan pengiraan

Dalam graf diameter, logaritma umum diameter dan ukur wayar, ia boleh dilihat bahawa pertumbuhan diameter mempunyai peraturan tertentu, dan lengkung logaritma diameter wayar dan ukur wayar adalah hampir garis lurus. Persamaan lengkung ini ialah: Spesifikasi = -9.6954-19.8578*Log10(d), di mana d ialah diameter kawat dalam inci.

Seksyen salib bagi garis sambungan papan sirkuit cetak adalah segiempat selain dari bulatan. Oleh itu, persamaan yang boleh takrifkan kawasan segi-segi sebagai pembolehubah adalah seperti ini: Spesifikasi = 1.08 0.10*Log10 (l/a), di mana a adalah kawasan segi-segi dan unit adalah inci kuasa dua.

Apabila kawasan saluran wayar diketahui, saiz wayar yang sama boleh dihitung dengan formula di atas. Sebaliknya, apabila saiz wayar diketahui, kawasan salib-seksyen wayar sambung boleh dihitung dengan formula berikut: kawasan = l/(10(10*spesifikasi-10.8))

Keperlawanan kawat

Beberapa nilai parameter spesifikasi berkaitan sering disediakan dalam jadual spesifikasi wayar. Melalui nilai parameter ini, resistensi panjang kawat tertentu boleh diharapkan. Pengiraan perlawanan wayar yang menyambung sedikit lebih rumit daripada pengiraan perlawanan wayar. Setiap logam mempunyai resistensi (kadang-kadang dipanggil resistensi karakteristik). Hubungan antara resistiviti, panjang wayar, kawasan melintas dan resistensi adalah: R=Ï™*l/a

di mana R ialah perlawanan dalam ohms, l ialah panjang wayar, dan a ialah kawasan salib. Unit resistiviti diwakili oleh ohms dan unit panjang. Resistensi tembaga murni biasanya: Ï =1.724 (microohm-cm) atau Ï =0.6788 (microohm-cm)

Guna parameter ini untuk menghitung perlahan mana-mana wayar sambungan tembaga, iaitu, bahagikan perlahan dengan kawasan salib-seksyen wayar sambungan dan darabkannya dengan panjang wayar sambungan. Tetapi perlu dikatakan bahawa resistiviti berubah dengan suhu, dan resistiviti biasanya diberikan adalah resistiviti pada 20°C. Oleh itu, nilai resistensi dihitung menggunakan resistensi adalah resistensi pada suhu persekitaran 20°C.

Keperlawanan wayar yang menyambung meningkat dengan suhu. Parameter yang dipanggil "koeficient suhu perlahan" boleh menunjukkan ukuran perubahan ini. Kesan parameter ini pada resistensi boleh dihitung dengan formula berikut: R2/R1 = 1 0.00393*(T2 -T1)

di mana R1 dan T1 adalah tahan rujukan dan suhu rujukan (unit: °C). T2 ialah suhu baru dan R2 ialah resistensi pada suhu baru.

Lapisan Penjual

Akhirnya, mari kita analisis perubahan lapisan askar kepada perlawanan wayar yang menyambung. Keperlawanan mana-mana konduktor adalah fungsi kekerasan, dan wayar sambung dan lapisan askar boleh dianggap sebagai konduktor selari dalam analisis. Anggap bahawa lapisan tentera dan wayar sambung mempunyai lebar dan panjang yang sama, hanya tebal wayar sambung dan lapisan tentera perlu dianggap.

Resistensi elektrik tembaga adalah 1.724 mikroohm-cm, sementara resistiviti elektrik tin adalah 11.5 mikroohm-cm, yang 6.7 kali lebih tinggi daripada tembaga. Keresistensi elektrik bagi lead adalah 22 mikroohm-cm, yang kira-kira 13 kali lebih tinggi daripada tembaga. Oleh itu, menurut nisbah kandungan tin dan lead dalam solder, resistiviti lapisan solder adalah kira-kira 10 kali lebih tinggi daripada yang wayar sambungan tembaga yang tebal sama.

Oleh kerana saiz shunt antara konduktor adalah secara bertentangan dengan perlawanan, kira-kira 90% semasa mengalir melalui wayar tembaga di bawah tebal sama tebal wayar tembaga dan lapisan tentera (semasa yang tersisa melewati lapisan tentera). Oleh itu, pengaruh lapisan askar pada perlawanan dan jatuh tegangan wayar sambungan biasanya boleh diabaikan semasa pengukuran tidak tepat.

Yang di atas ialah perkenalan kepada pengiraan perlawanan litar papan cetak. Ipcb juga disediakan kepada penghasil PCB dan teknologi penghasilan PCB