Leiterplatte Blog - So passen Sie die Größe der Leiterbahnbreite in der Leiterplatte an

Auf der Leiterplatte, Kupfer ist ein starker Leiter mit einem hohen Schmelzpunkt, Aber du solltest trotzdem dein Bestes tun, um es kalt zu halten. Hier müssen Sie die Leiterbahnbreite entsprechend dimensionieren, um die Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs zu halten. Allerdings, Hier müssen Sie den Strom berücksichtigen, der in einer gegebenen Spur fließt. Beim Arbeiten mit Stromschienen, Hochspannungskomponenten, und andere wärmeempfindliche Teile des Boards, Die Beziehung zwischen der Leiterplattenstraßenbreite und dem Amperemeter kann verwendet werden, um die Leiterplattenbreite zu bestimmen, die im Layout verwendet werden muss. Ein Problem bei den meisten Tabellen ist, dass sie nicht auf kontrolliertes Impedanzrouting eingehen. Sie haben Ihre Spuren so dimensioniert, dass Sie die Impedanz kontrollieren können, Es ist schwer, den Temperaturanstieg nur durch einen Blick auf eine Tabelle zu bestimmen, und du musst einen Rechner benutzen. Allerdings, Eine Alternative besteht darin, das IPC2152-Nomogramm zu verwenden, um zu überprüfen, ob die Strom-Temperatur-Beziehung innerhalb des Betriebsbereichs in der gesteuerten Impedanzkurve liegt.

Ein Problem, das of während Leiterplatte Design und Routing bestimmt die empfohlenen Leiterbahnbreiten, um die Temperatur des Geräts innerhalb eines bestimmten Bereichs für einen bestimmten Stromwert zu halten, und umgekehrt. Kupfer hat einen hohen Schmelzpunkt und kann hohen Temperaturen standhalten, Sie sollten den Temperaturanstieg des Boards idealerweise innerhalb von 10°C halten. Zulassen Leiterplatte Spuren, die sehr hohe Temperaturen erreichen, erhöhen die Umgebungstemperatur des Bauteils, die aktive Kühlung stärker belastet. Der IPC2152 Standard ist der erste Schritt bei der Dimensionierung von Garnen und Durchkontaktierungen. Die in diesen Normen angegebenen Formeln sind einfach für die Berechnung der Stromgrenze für einen gegebenen Temperaturanstieg, obwohl sie keine kontrollierte Impedanzkabelung berücksichtigen. Das heißt:, unter Verwendung eines Leiterplatte Spurbreite vs. Amperemeter ist ein guter Ausgangspunkt bei der Bestimmung Leiterplatte Spurbreite/Querschnittsfläche. So können Sie effektiv eine Obergrenze für den zulässigen Strom in der Leiterbahn bestimmen, die dann verwendet werden kann, um die Leiterbahn für kontrolliertes Impedanzrouting zu dimensionieren. Die elektrischen Eigenschaften des Substrats weisen entsprechende Veränderungen bei hoher Temperatur auf, wenn der Temperaturanstieg der mit hohem Strom arbeitenden Platine sehr große Werte erreicht. Die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Substraten ändern sich mit der Temperatur, und bei längerem Betrieb bei hohen Temperaturen, die Substrate verfärben und schwächen. Dies ist einer der Gründe, warum Designer, die ich kenne, die Spuren dimensionieren würden, um den Temperaturanstieg innerhalb von 10°C zu halten. Ein weiterer Grund, dies zu tun, ist, einen breiten Bereich von Umgebungstemperaturen zu berücksichtigen, anstatt eine bestimmte Betriebstemperatur zu berücksichtigen. Die Leiterplatte Die folgende Tabelle zeigt die Leiterbahnbreite und die entsprechende Anzahl von Stromwerten, die den Temperaturanstieg auf 10°C bei 1oz begrenzen würden./sq. Fuß Kupfer Gewicht. Dies sollte Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie Sie die Spuren in der Leiterplatte.

Unterschiedliche Spurdicke/Kupfergewicht. Die Spurdicke muss anhand des Kupfergewichts auf der Platine berechnet werden. Wir enthalten nur die Standard 1 oz/sq ft. Wert in Fuß. Allerdings, Platinen für den Betrieb bei hohen Strömen erfordern oft schwereres Kupfer, um höhere Temperaturanstiege aufzunehmen. Keine Impedanzdaten. Wenn Sie eine kontrollierte Impedanzführung verwenden müssen, Sie müssen überprüfen, ob die berechnete Trace-Größe die oben angegebenen Einschränkungen erfüllt. Alternative Substrate. Die oben genannten Daten sind für FR4 zusammengestellt, die eine große Anzahl bereits in Produktion befindlicher Leiterplatten abdecken wird. Allerdings, Anwendungen können Aluminiumkern-Leiterplatten erfordern, keramische Substrate oder Hochgeschwindigkeits-Laminate. Wenn Sie ein Substrat mit höherer Wärmeleitfähigkeit verwenden, Die Spuren kühlen ab, wenn die Wärme von den warmen Spuren entfernt wird. Für eine Annäherung erster Ordnung, Der Temperaturanstieg wird durch das Verhältnis der Wärmeleitfähigkeit des gewünschten Substrats zu dem von FR4 skaliert. Wenn unterschiedliche Kupfergewichte verwendet werden sollen, Überprüfen Sie die kontrollierte Impedanzspurengröße für Temperaturanstieg und Strom, dann sollte das Nomogramm aus dem IPC2152-Standard verwendet werden. Dies ist eine gute Möglichkeit, Leiter für einen bestimmten Strom- und Temperaturanstieg zu dimensionieren. Auch, wenn Sie die Leiterbahnbreite gewählt haben, Sie können den Strom bestimmen, der einen bestimmten Temperaturanstieg verursacht. Die roten Pfeile zeigen, wie die erforderliche Leiterbahnbreite ermittelt wird, copper weight (i.e. trace cross-sectional area), und Temperaturanstiegsstrom. In diesem Beispiel, 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). Der orangefarbene Pfeil bewegt sich in die andere Richtung. We start with the desired current (1A) and trace horizontally to the desired temperature rise (30°C). Dann verfolgen wir vertikal nach unten, um die Spurgröße zu bestimmen. In diesem Beispiel, Nehmen wir an, wir spezifizieren 0.5oz/sq. Fuß Kupfer Gewicht. Nach der Rückverfolgung auf diese Zeile, Wir haben horizontal zur y-Achse zurückgeführt, um die Leiterbreite von ~40 mils zu finden. Nehmen wir an, das Kupfer, das wir verwenden wollen, wiegt 1oz/sq. ft. ; In diesem Fall würden wir feststellen, dass die erforderliche Spurbreite 20 mils auf Leiterplatte.