PCB Teknik - PCB tahta sürücüsünün dirençlik değerini hızlı tahmin ediyor

Genelde sıkıcı hesaplamayı yapmak yerine bir kablo ya da bir uçak direniğini çabuk tahmin etmeliyiz. Yazılı devre tahtası düzenlemesi ve sinyal integritet hesaplama programları varsa da, dizayn sürecinde hızlı ve zor tahmin metodu kabul etmeyi umuyoruz.

Bunu kolayca yapmanın bir yolu var, "blok istatistikleri". Bu yöntemle, her geometrinin dirençli değeri (yaklaşık 10%) birkaç saniye içinde tahmin edilebilir. Bu metod başarılı olduğunda, tahmin edilecek PCB alanı birkaç blok bölünebilir. Bütün blokların sayısını saydıktan sonra tüm uçağın ya da uçağın dirençli değeri tahmin edilebilir.

Basit fikirler

Blok istatistiklerinin anahtar konsepti, kare yazılmış devre tahtasının dirençli değeri, her boyutta (kalınlığı ile belirlenmiş) diğer boyutlu blokların aynısı. Pozitif blok'un dirençli değeri sadece hareketli maddelerin ve kalınlığının dirençliğine bağlı. Bu konsept her tür yönetici materyale uygulanabilir. Tablo 1, ortak yarı yönetici materyallerini ve büyük dirençliğini gösteriyor.

Bastırılmış devre tahtaları için önemli materyal bakır. Bu da çoğu devre tahtaları için süt materyalidir.

Şekil 1'deki bakır bloklarından başlayalım. Bakar bloğunun uzunluğu l, genişliği l (çünkü kare), kalınlığı t, ve şu and a geçen bakar yağmurunun karşısındaki bölgesi a. Bakar bloğunun karşıl ığı sadece R = ρ L / A olarak ifade edilebilir. Bu materyalin mirası, 25 derece Celsius'ta 0,67 μ Ω / in olduğu yerde bakra dirençliğidir.

Ancak, bu bölüm a, L uzunluğu ve kalın t (a = LT) ürünüdür. Bölümcüsün L ve molekülün L birbirlerini iptal ediyor, sadece r = ρ / T bırakıyor. Bu yüzden, bakra bloğunun dirençliği bloğun boyutuna bağlı değil, sadece materyalin dirençliğine ve kalıntısına bağlı. Eğer her boyutta bakra bloğunun dirençlik değerini bilseydik ve tüm yolu çoklu bloklara değerlendirilebilirsek, kabının toplam dirençliğini almak için blok sayısını ekleyebiliriz.

gerçekleştirme

Bu teknolojiyi fark etmek için sadece bir masaya ihtiyacımız var. Bu, basılı devre tablosu izlerinde bir blok dirençli değerinin ve bakra folisinin kalınlığını verir. Bakar yağmurunun kalıntısı genellikle bakar yağmuru ağırlığıyla belirtilir. Örneğin, 1 oz. bakır kare metresine 1 oz demek.

Tablo 2, dört sıradan baker folisinin ağırlığını ve direksiyonlarını 25 derece Celsius ve 100 derece Celsius ile verir. Materialin pozitif sıcaklık koefiğinin olduğundan beri bakra saldırısı arttığı sıcaklığıyla artıyor. Örneğin, şimdi biliyoruz ki, 0,5 oz. kare bakır folisinin dirençliği yaklaşık 1 m Ω, bu blok boyutundan bağımsız. Eğer birkaç sanal bloklara ölçülmek için basılı devre tahtasını parçalayabilirsek ve bu blokları birlikte ekleyebilirsek, sürücü direksiyonu alabiliriz.

Basit bir örnek yapalım. Görüntü 2, yaklaşık 0,5oz yüklüğü 25 derece Celsius ile 1 inç genişliğini ve 12 inç uzunluğunu gösteriyor. Yönlendirmeyi bir dizi kare olarak parçalayabiliriz. Her biri 1 inç uzunluğunda. Yani toplam 12 kare var. Masa 2'e göre, her 0,5oz'un dirençliği. Yüksek bakır yağmur bloğu 1m Ω. Şimdi 12 blok var, bu yüzden sürücünün tamamen dirençliği 12 m Ω.

Dönüşüne ne dersin?

Anlamayı kolaylaştırmak için, önceki makale çok basit bir örnek oluşturdu, karmaşık noktaların durumunu bir bakalım.

Öncelikle, önceki örnekte, şu anda karenin bir tarafından, bir tarafından diğer tarafından (figürde gösterilen gibi) doğru bir çizgi içinde akıştığını tahmin ettik. Ancak, eğer akışın doğru a çıdan (3.B figüründeki karede olduğu gibi), durum biraz farklıdır.

Önceki örnekte, şu akışın karenin bir tarafından, bir tarafından diğerine doğru bir çizgide akıştığını tahmin ediyoruz. Eğer akışın sağ a çı çevirmesi (3. Şekil 3B'deki kare sağ açı gibi), bloğun aşağı sol kısmındaki yolun üst sağ kısmından daha kısa olduğunu bulacağız. Ağır köşeden akıştığında, a ğımdaki yoğunluklar yüksektir, yani köşe karesinin dirençliğini sadece 0,56 kare olarak hesaplanabilir.

Şimdi karenin aşağıdaki sol kısmının şu anki yolunun üst sağ kısmından daha kısa olduğunu görüyoruz. Sonuç olarak, şu anda direnişin düşük olduğu a şağıdaki sol bölgede kalabalık olacak. Bu bölgedeki mevcut yoğunluğun üst sağ bölgesinden daha yüksek olacak. Okların arasındaki mesafe şu anda yoğunluğun farkını gösterir. Sonuç olarak köşe karesinin dirençliği sadece 0.56 karedir.

Aynı şekilde, PCB tahtasına çözülen bağlantıların bazı değişikliklerini yapabiliriz. Burada, bağlantı direnişinin bakır yağmur saldırısına karşılaştığını tahmin ediyoruz.

Bağlantıcının değerlendirilmesi gereken bakar yağmur alanının büyük bir parçasını alırsa, bu bölgedeki dirençliğin bu şekilde azaltılması gerektiğini görebiliriz. Şekil 5, üç terminal bağlantısının yapısını ve eşit bloğunun hesaplamasını gösterir (ref. 1). Gölgeden bölge bakar yağ bölgesindeki bağlantı pinleri temsil ediyor.