Tin tức về PCB - Tính toán điện trở của bảng mạch in

Bài viết này sẽ mô tả mối quan hệ giữa kích thước đường dây và kích thước dây kết nối bảng in trong thiết kế PCB và mối quan hệ chức năng giữa điện trở và kích thước và nhiệt độ để tính toán điện trở của dây kết nối.

Rất nhiều thông tin về các thông số điện của dây có liên quan đến kích thước (thường được gọi là máy đo dây) có thể thu được từ các ấn phẩm và hướng dẫn sử dụng khác nhau. Nhưng làm thế nào thông tin này có thể được sử dụng để phân tích các thông số của dây kết nối bảng mạch in là rất ít. Mối quan hệ giữa kích thước dây và diện tích dây được kết nối sẽ được mô tả dưới đây và cách sử dụng chức năng kết nối điện trở dây với kích thước và nhiệt độ.

Thông tin nền

Không có định nghĩa cụ thể về các bước này trong tất cả các vật liệu, nhưng có một điều nhất quán: đặc điểm kỹ thuật 0000 (4/0), đường kính của nó được xác định là 0,4600 inch; Đặc điểm kỹ thuật 36, đường kính của nó là 0,0050 inch. Kích thước hình học của các thông số kỹ thuật khác nằm giữa hai điểm. Nếu các kích thước này được phân bố đồng đều, tỷ lệ giữa bất kỳ hai đường kính liền kề nào có thể thu được bằng công thức sau (lưu ý: có 39 cấp độ giữa kích thước 0000 và kích thước 36).

Trên thực tế, đường kính của mỗi loại thông số kỹ thuật không đồng đều. Tỷ lệ giữa bất kỳ hai đường kính liền kề nào trong bảng rất giống với tính toán của công thức này, nhưng sau khi trải qua nhiều cấp độ, sẽ có độ lệch lớn do tích lũy lỗi, vì vậy giá trị được tính bằng công thức trên là xấp xỉ, không phải giá trị thực tế.

Công thức tính toán

Trong các biểu đồ logarit thường được sử dụng của đường kính, đường kính và thước đo đường dây, có thể thấy rằng có một số quy luật nhất định về tăng trưởng đường kính, và đường cong logarit của đường kính và thước đo đường dây gần như là một đường thẳng. Phương trình của đường cong này là: Specifications=-9,6954-19,8578 * Log10(d), trong đó d là đường kính của dây được đo bằng inch.

Mặt cắt ngang của dây kết nối bảng mạch in là hình chữ nhật thay vì hình tròn. Do đó, phương trình có thể xác định diện tích mặt cắt ngang là một biến như sau: Specification=1,08 0,10 * Log10 (l/a), trong đó a là diện tích mặt cắt ngang tính bằng inch vuông.

Khi diện tích mặt cắt ngang của dây đã biết, kích thước dây tương đương có thể được tính bằng công thức trên. Ngược lại, diện tích mặt cắt ngang của dây kết nối có thể được tính bằng công thức sau khi biết kích thước dây: Diện tích=l/(10 (10 * Specifications - 10,8))

Dây điện trở

Một số giá trị tham số của các thông số liên quan thường được cung cấp trong bảng thông số dây. Với các giá trị tham số này, có thể ước tính điện trở của một dây có chiều dài nhất định. Việc tính toán điện trở của dây được kết nối phức tạp hơn một chút so với việc tính toán điện trở của dây. Mỗi kim loại có điện trở suất (đôi khi được gọi là điện trở đặc trưng). Mối quan hệ giữa điện trở suất, chiều dài dây, diện tích mặt cắt và điện trở là: R=Í * l/a

Trong đó R là điện trở tính bằng ohm, l là chiều dài của dây và a là diện tích mặt cắt ngang. Đơn vị điện trở suất được biểu thị bằng đơn vị ohm và chiều dài. Điện trở suất của đồng nguyên chất thường là: ÍT=1,724 (microohms - cm) hoặc ÍT

Sử dụng tham số này, bạn có thể tính toán điện trở của bất kỳ dây nối đồng nào, tức là điện trở suất chia cho diện tích mặt cắt ngang của dây nối và nhân với chiều dài của dây nối. Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ và thường được đưa ra là điện trở suất ở 20 ° C. Do đó, giá trị điện trở được tính bằng điện trở suất là điện trở ở nhiệt độ môi trường xung quanh 20 ° C.

Điện trở của dây kết nối tăng lên khi nhiệt độ tăng. Một tham số gọi là "hệ số nhiệt độ kháng" có thể chỉ ra mức độ thay đổi này. Tác động của tham số này đối với điện trở có thể được tính bằng công thức sau: R2/R1=1 0,0093 * (T2-T1)

Trong đó R1 và T1 là điện trở tham chiếu và nhiệt độ tham chiếu (tính bằng ° C). T2 là nhiệt độ mới và R2 là điện trở ở nhiệt độ mới.

Lớp hàn

Cuối cùng, chúng ta hãy phân tích sự thay đổi của lớp hàn đối với điện trở kết nối dây dẫn. Điện trở của bất kỳ dây dẫn nào là một chức năng của điện trở suất của nó, và trong phân tích, dây nối và lớp hàn có thể được coi là dây dẫn song song. Giả sử lớp hàn và dây nối có cùng chiều rộng và chiều dài, chỉ cần xem xét độ dày của dây nối và lớp hàn.

Điện trở suất của đồng là 1,724 microohms-cm, trong khi thiếc là 11,5 microohms-cm, gấp 6,7 lần so với đồng. Điện trở suất của chì là 22 microohms-cm, gấp khoảng 13 lần so với đồng. Do đó, tùy thuộc vào tỷ lệ hàm lượng thiếc và chì trong hàn, điện trở suất của lớp hàn cao hơn khoảng 10 lần so với dây nối đồng có cùng độ dày.

Vì kích thước của bộ chia giữa các dây dẫn tỷ lệ nghịch với điện trở, khoảng 90% dòng điện chạy qua dây đồng (dòng điện còn lại chảy qua lớp hàn) với cùng độ dày của dây đồng và lớp hàn. Do đó, ảnh hưởng của lớp hàn đối với điện trở và giảm điện áp của dây kết nối thường có thể bị bỏ qua trong quá trình đo không chính xác.

Trên đây là giới thiệu về tính toán điện trở của mạch in. Ipcb cũng được cung cấp cho các nhà sản xuất PCB và công nghệ sản xuất PCB