O PCB Trace, Jeśli chodzi o płytki drukowane, ślad odnosi się do sieci przewodów, miedzi, izolacji, a nawet bezpieczników, które składają się na płytkę drukowaną.
W prawie wszystkich przypadkach, jeśli jest coś wadliwego z prawie danego urządzenia elektronicznego, szanse są doskonałe, że istnieją niezgodności z udziałem śladu PCB.
Czy uważasz, że tracisz czas i energię, próbując naprawić płytkę drukowaną, nie wiedząc, jakie obliczenia wykonać?
Czy szukasz przewodnika, który pokaże Ci dokładnie, jaki rodzaj obliczeń należy wykonać (jeśli środki są nawet konieczne) podczas wykrywania rezystancji śladu?
Jeśli tak, to czytaj dalej. Wszystkie potrzebne informacje znajdziesz właśnie tutaj.
Ⅰ. Co to jest PCB Trace?
Podobnie jak prąd, trace jest niezbędną częścią prawie każdej płytki drukowanej. Jeśli nie zostanie wykryty lub obliczony poprawnie, może zająć dużo czasu i zasobów, aby naprawić w najlepszym przypadku. W najgorszym przypadku może spowodować błędy w każdym urządzeniu w systemie.
Płytki drukowane mają wiele komponentów, a wiedzieć dokładnie, które części i materiały są potrzebne do naprawy lub montażu płytki drukowanej jest niezbędne. Wiedza o tym, jakie wzory i funkcje należy wykonać, może również stać się przytłaczająca.
Ⅱ. Grubość śladu na płytce PCB
Grubość płytki PCB ma ogromne znaczenie dla projektanta podczas procesu projektowania płytki PCB. Konsystencja ta ma zasadnicze znaczenie. Zignorowanie jej może spowodować, że płytka PCB nie będzie działać lub może spowodować uszkodzenie lub iskrzenie, co może również spowodować uszkodzenie elementów podłączonych do płytki. Ponieważ na rynku istnieją płytki PCB jednostronne, dwustronne i wielowarstwowe, ich grubość również różni się w zależności od rodzaju płytki PCB.
Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej
https://www.wellpcb.com/pcb-trace-thickness.html.
Ⅲ. Rezystancja śladu PCB - co to jest i jak używać
Każdy materiał we wszechświecie posiada rezystancję wraz z innymi pasożytniczymi właściwościami. Rezystancja śladu PCB jest jednym z kluczowych czynników, które muszą być obliczone i przeanalizowane na etapie projektowania. Chociaż miedź jest najczęściej stosowanym materiałem w płytkach drukowanych, to jednak występuje w różnych kompozycjach i właściwościach. Rezystancja śladu PCB może prowadzić do różnych problemów projektowych i wykonawczych. Problemy te rosną wraz ze wzrostem złożoności obwodu.
1. Obliczanie rezystancji śladu PCB
Obliczenie rezystancji śladu PCB jest tak proste jak użycie prawa Ohma przy znanych parametrach. Większość garniturów projektowych i środowisk rozwojowych ma zintegrowany kalkulator rezystancji śladu PCB, który może oszacować rezystancję końcowego śladu miedzi na płycie, dostarczając wymagane i profile produkcyjne. Kalkulator używa standardowej formuły do obliczenia oporu, więc będzie on stały uniwersalnie.
Gdzie L, W, i T reprezentują fizyczny obszar śladu, tj. wysokość, szerokość i długość. ΡCB reprezentuje rezystywność materiału, a α współczynnik temperaturowy miedzi. Ale wszystkie te obliczenia mogą jedynie określić wystarczająco bliską przybliżoną wartość. Fizyczny koszt po wyprodukowaniu będzie się nieco różnił.
2. Kalkulator rezystancji śladów PCB - jak obliczyć rezystancję śladów?
Określone formuły obwodów drukowanych mają wspólną cechę, aby działać na poziomie podstawowym. Jeśli jakakolwiek część tego wzoru jest nieprawidłowa, nie ma nawet mowy o oporności śladowej. Jednym z powszechnych błędów popełnianych przez ludzi, jeśli chodzi o wykrywanie rezystancji śladu PCB, jest to, że nie mają pojęcia, jak ją obliczyć.
2.1 Wizualizacja płytki drukowanej
Zanim ujawnimy i przeanalizujemy ten wzór, musimy wiedzieć, jak wygląda konwencjonalna płytka drukowana, a przynajmniej na powierzchni. Najczęściej spotykane płytki drukowane posiadają cienką warstwę miedzi o grubości od .009 mm do .38 mm. Najczęściej spotykane ślady na PCB mają wagę 1 uncji lub wysokość .03mm.
2.2 Równanie na rezystancję ścieżek PCB
Teraz, gdy wiemy jak wygląda standardowa płytka drukowana, teraz możemy przedstawić wzór i połączyć to razem. Metoda obliczania dowolnego przewodnika to:
R = P × powierzchnia. Każda zmienna jest przypisana w następujący sposób:
R - Rezystancja.
P - Rezystywność dowolnego materiału.
Wykorzystajmy ten wzór do wyznaczenia oporu czystej miedzi, ogrzanej do temperatury 25°C.
Wskaźnik rezystywności czystej miedzi w tej właśnie temperaturze wynosi 1,724. Wiedząc to, musimy pomnożyć go przez powierzchnię, która może wynosić od 6 do 10 omów na centymetr.
Oto kolejny przykład: Powiedzmy, że mamy powierzchnię .375mm. Jeśli pomnożymy to przez rezystywność, otrzymamy opór 100 omów, co da 20 omów na centymetr. Jest to niewielka wartość, ale ponieważ ta formuła nie jest doskonała, może spowodować pewne odchylenia. Jest to jedna z rzeczy, która może wpłynąć na dokładność pomiarów śladów PCB.
2.3 Zastosowanie równania na rezystancję śladu PCB
Innym przykładem tego, jak to może wyglądać, są obwody wykrywania prądu oparte na rezystancji w systemach zasilania. Jeśli rezystor pomiarowy ma wartość 1 ohm i użyjemy tego samego śladu o średnicy 0,025 mm, system zmierzy rezystancję na poziomie 1100 ohm zamiast preferowanego 1000 ohm. Jest to dość duża różnica i może prowadzić do słabszej waluty niż oczekiwana lub nawet konieczna.
Istnieją sposoby pracy z szerokością śladu, które nie wymagają skomplikowanych obliczeń. Te rozwiązania mogą zaoszczędzić wiele czasu i należy rozważyć przed wykonaniem bardziej złożonych obliczeń. Możesz uwzględnić te opcje, aby określić szerokość śladu bez konieczności obliczania szerokości śladu PCB.
Pierwszy z nich może być wykonane przez zaledwie eyeballing szerokość i zwiększenie lub zmniejszenie go, aby zobaczyć, jakie obwody są podłączone do niego prawidłowo. To spowoduje kilka rzeczy. Po pierwsze, zwiększy obszar miedzi, dając ci nieco więcej miejsca na eksperymenty z różnymi poziomami omowymi. Po drugie, zmniejszy rezystancję miedzi na płytce. Pozwoli to również na nieco więcej testów w celu określenia właściwej szerokości śladu.
W przypadku pakietów siatkowych, nie jest to opcja. Tutaj opcją byłoby użycie grubszej warstwy miedzi i umieszczenie jej wraz z oryginalną płytką drukowaną. Zwiększy to powierzchnię i zmniejszy rezystancję. Jedną rzeczą, która powinna być świadoma o tym jest to, że przy użyciu grubszej warstwy miedzi wymaga, aby kupić odpowiednie materiały, które są potrzebne do stworzenia bardziej przyczepnej warstwy miedzi. To będzie kosztować trochę pieniędzy.
3. Straty mocy i zakłócenia
Podstawowym problemem w oporności śladu jest utrata mocy. Mały sygnał PCB będzie miał tylko nieznaczny wpływ na PCBs opór śladu. Ale obwody mocy, z drugiej strony, będzie miał znaczący wpływ nawet dla niewielkiej zmiany w rezystancji. Straty mocy doprowadzą w końcu do wzrostu temperatury i zmniejszenia przewodności.
W obwodach zasilania, nieskompensowana rezystancja śladu PCB może działać jak bezpiecznik w przypadku skoku napięcia i spalić ślad, pozostawiając trwałe uszkodzenie. W przypadku szybkich płyt cyfrowych rezystancja przewodu PCB i pasożytnicza pojemność mogą wywoływać oscylacje i powodować zakłócenia elektromagnetyczne w obwodzie Długie linie przejściowe PCB mogą również spowodować zwiększenie emisji rekwizytów
4. Optymalizacja projektu
Najskuteczniejszym sposobem kompensacji oporu przewodu PCB jest zwiększenie powierzchni przejścia w celu kompensacji oporu Narzędzia projektowe można skonfigurować tak, aby były wystarczająco szerokie, aby uniknąć takich problemów Obwody zasilania korzystają z innych metod niż pełne przewody PCB, takich jak mostki spawane, aby zmniejszyć utratę mocy i zwiększyć pojemność prądu W przeciwieństwie do tego, obwód wrażliwy ma obwód pomocniczy kompensacji, który eliminuje wpływ oporu przewodu PCB Obwody o dużej prędkości mają odpowiednie obwody, które przeciwdziałają potencjalnym zakłóceniom, które mogą wystąpić w wyniku drgań
(2) Kalkulator szerokości linii przejściowej PCB — zabezpiecza ostateczną stronę PCB
Wiesz, musisz określić szerokość płytki drukowanej, bo inaczej mogą spalić bazę Wiedziałeś, że szerokość linii jest związana z ilością prądu, jaką może przenosić
Musisz wiedzieć o wielu rzeczach, jeśli nie zrobisz wszystkiego zgodnie z książkami i ustalonymi standardami, możesz w końcu dostać PCB, który nie działa lub nie działa Dlatego stworzyliśmy ten przyjazny podręcznik, aby pomóc w określeniu szerokości przejścia PCB za pomocą kalkulatora szerokości linii przejściowej
Wyjaśnimy również formuły, dzięki czemu można obliczyć własne szerokości
1. Co to jest narzędzie do obliczania szerokości linii przejściowej PCB
Szerokość linii przejściowej jest ważnym czynnikiem względem projektowania PCB Projektant PCB musi przypisać do fragmentu odpowiednią szerokość, aby uniknąć uszkodzeń ze względu na wzrost temperatury, w zależności od przepływu na płycie drukowanej
Przewód na płycie jest przeznaczony do przetwarzania maksymalnego obciążenia prądem przed awarią Im większy prąd przechodzi przez ścieżkę, tym bardziej się rozgrzewa Gdy obciążenie prądu przekroczy maksymalną granicę przez jakiś czas, linia przejściowa spłonie lub zniszczy laminat PCB, powodując trwałe uszkodzenie klamry
Na poniższym rysunku widać kable, które łączą różne składniki i złącza
Możesz myśleć, że linia przejściowa jest zerową opornością kabla łączącego różne komponenty, ale tak nie jest Wszystkie ścieżki na PCB mają określoną odporność, która jest ważnym czynnikiem uwzględniającym wybór szerokości linii przejściowej Musisz znać rezystancję i nośność, aby określić, która szerokość jest używana
Szerokość przejścia jest określana na podstawie wzrostu temperatury dla PCB Zwiększenie temperatury oznacza, że gdy prąd przechodzi przez linię przejściową, temperatura przejścia wzrasta w porównaniu z bezczynnością Różnica między temperaturą roboczą a maksymalną temperaturą roboczą
Aby znaleźć potrzebną szerokość przejścia, wydaje się dużo pracy i obliczeń Można jednak wykorzystać inny prosty sposób, używając kalkulatora szerokości linii przejściowej
1.1 Funkcje kalkulatora szerokości linii przejściowej
Można użyć kalkulatora szerokości przejścia, aby określić szerokość przejścia na podstawie pojemności ampera W kalkulatorze szerokości linii przejściowej należy podać specyfikacje projektowe, w tym maksymalny prąd przepływający przez linię przejściową (amper), całkowitą długo347
Po podaniu specyfikacji kalkulator oblicza szerokość linii ucieczki Kalkulator szerokości przejścia zapewnia minimalną szerokość wymaganą do dopasowania wprowadzonych specyfikacji projektowych
Obliczona szerokość pozwoli na bezpieczne przepuszczenie prądu, nie powodując uszkodzenia płytki drukowanej. Może się okazać, że szerokość śladu w warstwach wewnętrznych będzie większa niż w warstwach zewnętrznych, ponieważ są one podatne na wytwarzanie większej ilości ciepła. Warstwy zewnętrzne nie otrzymują tak dużo ciepła ze względu na konwekcję.
Ze względów bezpieczeństwa zalecamy stosowanie szerokości śladów wewnętrznych dla całej płytki PCB.
1.2 Zastosowania kalkulatorów szerokości śladów
Kalkulatory szerokości ścieżek są przydatne podczas projektowania płytki PCB. Można ich użyć do określenia minimalnej szerokości ścieżek, które mogą bezpiecznie przepuścić wymaganą ilość prądu bez uszkodzenia płytki.
Kalkulator szerokości śladów zapyta o parametry projektu, aby obliczyć ostateczną wymaganą szerokość. Konieczne może być wprowadzenie prądu w amperach, grubości śladu, wzrostu temperatury, temperatury otoczenia i długości śladu.
Kalkulator poda wyniki dla wewnętrznych warstw śladu i zewnętrznych warstw śladu w powietrzu. Wartości te można następnie zastosować w projekcie PCB, aby zapewnić właściwą funkcjonalność płyty i urządzenia końcowego.
Pomogłoby to określić minimalną szerokość śladu dla aplikacji sygnałowych i śladów mocy o dużej mocy. Generalnie jednak ślady na PCB przenoszą połączenia, które wykorzystują niewielkie ilości prądu. Dla nich, trzeba wziąć pod uwagę inne parametry PCB, aby dowiedzieć się wymaganej szerokości.
Omówiliśmy, czym jest kalkulator szerokości śladu i jakie są zastosowania tego narzędzia. W następnym rozdziale poznamy różne rodzaje kalkulatorów, których można użyć do obliczenia szerokości śladu na PCB.
1.3 Dlaczego warto obliczać szerokość śladu PCB?
Może się okazać, że nie wystarczy obliczyć ogólnej szerokości śladu PCB lub użyć prostego wzoru lub operacji, aby dokładnie wykryć rezystancję śladu. Jednak, aby zapewnić prawidłowe włączanie się śladów PCB, konieczne jest nie tylko obliczenie śladów PCB, ale także obliczenie szerokości śladu PCB. Obliczenie i znaczne zwiększenie szerokości śladów PCB pomaga zmniejszyć rezystancję dowolnego śladu PCB.
1.4 Co należy wiedzieć przed obliczeniem szerokości śladu
Obliczanie szerokości śladu jest znacznie bardziej skomplikowane niż obliczanie dowolnego przewodnika. Jest wiele rzeczy, które musisz wiedzieć przed obliczeniem szerokości śladu PCB. Wśród danych wejściowych musisz znać maksymalny prąd, na którym może pracować obwód, czyli jednostkę śladu pomiarowego, grubość śladu, jak gorąca może być temperatura dowodu oraz temperaturę otoczenia śladu. To pozwoli określić zakresy wejściowe szerokości.
Po wpisaniu tych liczb do tego kalkulatora otrzymamy wielkości wyjściowe. Te dane dotyczące szerokości śladu obejmują szerokość śladu (mierzoną w amperach), temperaturę śladu (mierzoną w Celsjuszach), opór (mierzony w omach), spadek napięcia (mierzony w woltach) oraz rozpraszanie mocy (mierzone w watach). Te liczby powiedzą Ci dokładnie, jaka jest szerokość śladu.
Wszystkie informacje wejściowe powinny być widoczne na fizycznej płytce drukowanej lub na arkuszu danych samej płytki drukowanej. Nie powinno być tu żadnych zgadywanek; każda dana płytka drukowana powinna mieć wszystkie te informacje na jasnym wyświetlaczu. Jeśli nie umieścisz dokładnych liczb i pomiarów, które widzisz, kalkulator połączony powyżej nie pozwoli Ci dokonać obliczeń. Ponieważ płytki drukowane są małe, prawdopodobnie będziesz potrzebował szkła powiększającego, aby spisać wprowadzone informacje.
1.5 Liczby do zapamiętania
Po uzyskaniu wszystkich informacji i uzyskaniu liczb wyjściowych, zapisz je i zachowaj na boku. Masz teraz pomiary zarówno śladu na PCB, jak i szerokości śladu na PCB. Wiesz również, że istnieją metody testowania poszczególnych elementów śladu PCB, aby sprawdzić, czy istnieje zakres szerokości. Uzbrojony w te informacje, możesz teraz rozpocząć proces naprawy śladu PCB.
2. Typ kalkulatora szerokości śladu PCB
Wszystkie kalkulatory, które obliczają szerokość śladu opierają swoje obliczenia na standardach przemysłowych. Najbardziej powszechne standardy używane w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych przyjmują IPC 2221 i IPC 2152. Obie normy zostały opracowane przez Association Connecting Electronics Industries, stowarzyszenie handlowe, które ustala standardy produkcji i montażu sprzętu elektronicznego.
Dowiedzmy się więcej o tych kalkulatorach.
2.1 Kalkulator IPC 2221
IPC 2221 pochodzi od starego standardu używanego wcześniej o nazwie IPC-D-275. Został on opracowany w 1954 roku na podstawie wykresów i pomiarów.
Kalkulator IPC 2221 wykorzystuje jeden wykres i równanie do wyznaczania prądu toru oznaczonego przez 1. Równanie to jest następujące-
I=kΔTbAc
Gdzie k ma wartość 0,048 dla widocznych ścieżek i 0,024 dla ścieżek wewnętrznych. ΔT oznacza wzrost lub zmianę temperatury mierzoną w Celsjuszach. B ma wartość 0,44, natomiast A oznacza pole przekroju poprzecznego wyrażone w mils2. C ma wartość 0,725.
Musisz pamiętać, że w kalkulatorach IPC 2221 możesz użyć tylko zakresu wartości, aby uzyskać dokładne wyniki dotyczące szerokości śladu. Ilość prądu to 0-35 amperów, szerokość miedzi to 0,5-3oz, szerokość ścieżki to 0-10,16mm, a wzrost temperatury to od 10 stopni Celsjusza do 100 stopni Celsjusza. Jeśli użyjesz wartości spoza zdefiniowanego zakresu, wyniki mogą być błędne.
Kalkulator uznaje, że długość ścieżki jest odpowiednio duża, a złącza końcowe lub elementy nie mają wpływu na rozpraszanie ciepła. Z tego powodu kalkulator może nie być w stanie obliczyć parametrów dla połączeń typu thermal-relief, które wykorzystują miedzianą przelotkę.
Kalkulator zakłada również, że nie używasz żadnych przelotek w długości toru.
Prąd, który ma być przepuszczony jest przyjęty jako stały lub DC. Możesz jednak użyć wartości RMS w przypadku prądu pulsującego, gdy impulsy są wystarczająco częste.
Należy pamiętać, że temperatura PCB powinna zawsze mieścić się we względnym indeksie termicznym (RTI) używanego materiału. Definicję znajdziesz w UL746B jako temperaturę, która pozwala zachować 50% właściwości materiału po 100 000 godzin.
2.2 Kalkulator IPC 2152
Kalkulatory IPC 2152 opierają swoje obliczenia na znacznie nowszej normie, IPC 2152. Jest to dokładniejszy sposób określania maksymalnej obciążalności prądowej śladu poprzez zwiększone podejście techniczne.
Kalkulatory IPC 2152 nie używają prostego równania jak kalkulatory IPC 2221; muszą najpierw użyć uniwersalnego wykresu do określenia nieskorygowanego pola przekroju poprzecznego.
Następnie kalkulator wykorzystuje różne parametry do uzyskania serii współczynników lub modyfikatorów. Używane parametry obejmują grubość płytki drukowanej, przewodność cieplną płytki, grubość śladu przepuszczającego prąd, odległość pomiędzy istniejącymi śladami przepuszczającymi prąd a płaszczyzną miedzianą, i tak dalej.
Teraz kalkulator wyliczy skorygowane pole przekroju poprzecznego poprzez pomnożenie współczynników z nieskorygowanym polem przekroju poprzecznego. Następnie z kalkulatora będzie można uzyskać dostęp do wymaganej szerokości.
2.3 IPC 2221 Vs. IPC 2152
Norma IPC 2221 została opracowana wiele lat wstecz i nie zapewniała w pełni niezawodnej metody obliczania szerokości śladu na płytach PCB. Norma ta nie uwzględniała wielu parametrów, które są wymagane do prawidłowego pomiaru szerokości śladu.
Na przykład IPC 2221 nie uwzględnia grubości płyty ani materiału Po wielu badaniach i eksperymentach firma IPC 2152 została opublikowana w 2009 roku, dzięki czemu jest to bardziej precyzyjny sposób obliczania pojemności prądu i szerokości linii przejściowej
IPC 2152 uwzględnia kilka parametrów, takich jak wewnętrzne i zewnętrzne przejścia, położenie warstwy chłodzącej, grubość płyty drukowanej itp., aby zapewnić dokładniejsze wynik Można też użyć tego jako wielowarstwowego PCBs w IPC 2221
Zapoznano się z różnymi rodzajami kalkulatorów szerokości przejścia opartych na standardach IPC 2221 i IPC2152 Spójrzmy teraz na formułę kalkulatora szerokości przejścia
3. Formuła kalkulatora szerokości przejścia PCB/ szerokość przejścia PCB jest obliczana jako szerokość przejścia
3.1 Tabela szerokości linii trasowania PCB
Tabela szerokości przejścia PCB pomaga określić szerokość przejścia PCB Można również zrozumieć przepływ prądu i wpływ wzrostu temperatury Umieść tabelę szerokości linii przejściowej pod ręką, aby podczas stosowania użyć korzyści Dla Twojej wygody podano poniższy formularz-
3.2 Szerokość i odległość między przejściami PCB
Wiesz, jak obliczyć szerokość przejścia za pomocą kalkulatora szerokości przejścia Musisz wziąć pod uwagę wiele czynników, na przykład
Nośność podrysu
Odstęp i wielkość połączonej płyty spawanej składnika przejściowego
przestrzeń między śladami
Oprócz szerokości linii, należy również wziąć pod uwagę odstęp między liniami Zapobiega to zwarciu i pozwala na maksymalną przestrzeń między atomami, aby działały poprawnie
PCB są zwykle małe, ponieważ dotyczy kosztów produkcji Jednakże, jeśli płyta drukowana jest zbyt mała, można zauważyć, że trudno jest przejść przez trasę i utrzymać odpowiednie odstępy Można utrzymać odległość od 6 do 30 mil, co jest wystarczające dla większości szerokości linii przejścia sygnału
3.3 Szerokość linii przejściowej PCB
Zgodnie z definicją IPC 2221 można uzyskać szerokość przejścia PCB, obliczając formułę dopuszczalnego prądu przepływającego przez linię przejściową Ten proces jest następujący
I = K* T^ 0.44* A^ 0.725
I w równaniu oznacza prąd elektryczny, który jest traktowany jako stały * T oznacza zmianę temperatury, A oznacza obszar przekroju przejścia
Można teraz zmienić kolejność formuł, aby uzyskać szerokość torów poprzez znalezienie przekroju poprzecznego, przez który przechodzi bezpiecznie wybrana waluta
Obszar [mils^ 2] = (prąd [amper]/(k* (temperatura_wzrasta [stopień korony] ^ 0.44]^ (1/ 0.725)
Następnie należy rozważyć grubość przejścia, aby znaleźć żądaną szerokość przejścia
Szerokość [mils^ 2]/ (grubość [Oz] 1.378
Ten wzór może być używany dla prądu od 0 do 35 A i umożliwia wzrost temperatury z 10 stopni Celsjusza do 100 stopni Celsjusza Pomieszczenie może pomieścić szerokość przejścia 400 mil, a można korzystać z wartości miedzi od 0,5 do 3 uncji
Powyższe wzory są używane jako standardy branżowe i są uważane za precyzyjne Może nie działać w przypadku wszystkich projektów, a witryna nie jest odpowiedzialna za szkody spowodowane użyciem formuły w proszku
W następnym rozdziale przedstawimy ogólne wskazówki dotyczące określania szerokości linii trasowania PCB
4. Szerokość przejścia PCB wskazuje na południe
4.1 Doświadczenie dotyczące szerokości linii przejściowej PCB
Szerokość przejścia PCB zależy od specyfikacji projektu i ilości prądu, który musi przejść przez przewód W przypadku większości aplikacji istnieje ogólna zasada doświadczenia
Minimalna szerokość przejścia wynosi 1,0 mm/ rok Jest ona odpowiednia dla grubości miedzi o długości 1,0 uncji na metr kwadratowy i jest często używana w przypadku różnych płyt drukowanych
Prawie doszliśmy do końca naszego poradnika. Zakończymy wszystko szybkim FAQ dotyczącym kalkulatorów szerokości śladu.
5. Kalkulator szerokości śladu FAQ
5.1 Czy masz limit na ilość prądu, którego ten kalkulator używa do znalezienia szerokości śladu?
A: Możesz użyć tylko prądów do 35 amperów, wzrostu temperatury od 10 stopni do 100 stopni Celsjusza, miedzi od 0,5 do 3 uncji na stopę kwadratową i szerokości śladu do 400 mil. Są to limity oparte na normach IPC 2221. Stosowanie jakichkolwiek wartości spoza tego zakresu może prowadzić do niedokładnych wyników.
5.2 Generalnie uważamy, że szerokość śladów w warstwach wewnętrznych.
Byłaby ona mniejsza niż widoczne ślady, ponieważ mogą one uszkodzić płytkę przy znacznym nagrzaniu. Jednak kalkulator pokazuje odwrotne wyniki. Jaka jest tego przyczyna?
A: Ścieżki w warstwach zewnętrznych mogą skuteczniej przekazywać ciepło, ponieważ mają kontakt z powietrzem. Ciepło jest rozpraszane przez konwekcję, a atomy nie nagrzewają się zbyt mocno. Natomiast ślady na warstwach wewnętrznych nie przewodzą ciepła tak efektywnie jak warstwy zewnętrzne.
Ponieważ kalkulator ma za zadanie zapobiegać nadmiernemu wzrostowi temperatury, zwiększa szerokość wewnętrznych ścieżek, ponieważ magazynują one więcej ciepła. Gdy używasz zespołu w doniczce lub obwodu w próżni, powinieneś użyć szerokości warstw wewnętrznych, ponieważ warstwy zewnętrzne nie są w stanie przenosić ciepła.
5.3 Co kalkulator wskazuje przez wzrost temperatury?
A: Wzrost temperatury oznacza różnicę między temperaturą roboczą płytki drukowanej a maksymalną temperaturą roboczą materiału, z którego wykonana jest płytka. Ścieżki miedziane wytwarzają ciepło, gdy przepuszczasz przez nie więcej prądu. Podczas projektowania płytki PCB można uwzględnić dodatkowe ciepło wytwarzane przez nie i wybrać odpowiednią szerokość w zależności od tego.
Można przyjąć wzrost temperatury o 10 stopni Celsjusza, ponieważ jest to bezpieczne dla większości zastosowań.
Ⅴ. Naprawa śladów na płytce drukowanej
1. Co należy wiedzieć przed podjęciem próby naprawy
Przed przystąpieniem do jakiejkolwiek formy naprawy śladu na płytce drukowanej należy znać dokładne pomiary rezystancji śladu na płytce drukowanej oraz szerokość śladu na płytce. Ponieważ teraz pracujesz z obiektami fizycznymi, a nie z miarami, znajomość pomiarów pozwoli Ci zaoszczędzić wiele czasu, pieniędzy i wycieczek do miejsca zakupu sprzętu.
2. Jeśli nie znasz swoich pomiarów rezystancji i szerokości śladu
Pomiary lub masz pojęcie, to wykonujesz naprawy ryzykując własny czas i pieniądze. Jeśli czujesz, że możesz wziąć wykształcony domysł na oporność śladu PCB i szerokość śladu PCB wybranego urządzenia elektronicznego i jeśli uważasz, że może to zaoszczędzić czas wykonując zgadywanie z przewodami, będziesz mierzyć i łączyć, to nie krępuj się tego zrobić.
3. Kiedy naprawa jest konieczna?
Naprawa śladu PCB jest potrzebna, gdy z urządzeniem, do którego dostarcza prąd, wydarzyły się następujące rzeczy:
Metoda nadal działa, ale występują problemy wizualne z wyświetlaczem.
Bateria wynalazku jest świeża i w całości naładowana, ale urządzenie nie włącza się
Jeśli urządzenie wytwarza dźwięk, np. głośnik, muzyka jest zniekształcona (głośnik nie spotkał się z żadnym fizycznym uderzeniem)
Jeśli któraś z tych rzeczy ma wpływ na urządzenie zasilane z płytki drukowanej, to ślad po płytce drukowanej prawdopodobnie wymaga naprawy.
Płytki drukowane łączą się z miedzią, bezpiecznikami, okablowaniem i izolacją dla wszystkich trzech. Musisz wiedzieć wiele rzeczy o tym, jak okablowanie i izolacja przeplatają się, jeśli chodzi o te rzeczy. Ten krótki przewodnik może dostarczyć pewnych informacji i może zmniejszyć komplikacje.
4. Na co zwrócić uwagę przy próbie naprawy
Jedną z rzeczy, na którą powinieneś zwrócić szczególną uwagę, jest maksymalny prąd, jaki może działać na płytce.
Jeśli zbyt dużo mocy z prądu dostarczonego, będzie doświadczenie zwarcia, a będziesz ryzykować utratę płytki podczas testowania naprawy. Err na stronie łączenia drutu, który ma niższy prąd dla płytki.
Ponownie, to dlatego jest istotne, aby wiedzieć, że jesteś opór śladu i szerokość płytki drukowanej. Zrozumienie prądu śladu PCB jest następnym krokiem w zrozumieniu, jak obsługiwać wadliwą płytkę drukowaną.
Ⅵ. Prąd śladu PCB
1. Źródło zasilania prądu
Płytki drukowane wykorzystują prąd stały jako źródło zasilania. Oznacza to, że istnieje tylko jeden przepływ prądu, który podróżuje przez okablowanie i miedź płytki drukowanej, gdzie elektrony podróżują prosto do baterii, która następnie zasila dowolne urządzenie. Jest to znacznie różni się od śladu PCB, który zapewnia, jak okablowanie i inne przewodniki współdziałają, aby zapewnić ten prąd.
Prądy śladu PCB są krytyczne, aby rozpoznać, ponieważ są one tak samo niezbędne w konstrukcji płytki drukowanej, jak rezystancja i szerokość śladu. Co więcej, jeśli w danej płytce drukowanej nie ma prądu, nie ma też mocy. Ślad i szerokość śladu dowolnej płytki drukowanej mogą być zmierzone prawidłowo, ale jeśli w prądzie śladu PCB jest tylko jeden błąd, urządzenie nie działa prawidłowo i wymaga rozległych napraw.
2. Z czym wiążą się prądy
Wszelkie prądy elektryczne wykorzystują w swoich obliczeniach przewodniki i izolatory. W przykładzie płytek drukowanych, większość z nich wykorzystuje miedź jako przewodnik oraz gumę jako izolator. Zależność pomiędzy tymi dwoma czynnikami jest zależnością równowagi: Jeśli odpowiednia izolacja nie ochroni przewodnika, powstanie zbyt duża moc i może dojść do zwarcia.
Jeśli izolator płytki drukowanej jest zbyt duży, nastąpi sytuacja odwrotna: generowana będzie niewystarczająca moc, co doprowadzi do substandardowej wydajności dowolnego urządzenia elektronicznego, w którym zastosowano płytkę drukowaną.
Ładunki elektryczne i prądy w płytce drukowanej są zwykle mierzone w amperach. Większość czasu, będzie konkretny limit, jak wiele mocy każdy dany płytki drukowanej może pozwolić przed jest zwarcie. Jest to coś, co zasługuje na ścisłą uwagę.
3. Co należy wiedzieć przed obliczeniem prądu
Przy obliczaniu ładunku lub prądu konieczne jest ustalenie relacji pomiędzy amperami, woltami (zmierzonym napięciem) i omami (ustalonym oporem). Zależność ta jest przedstawiona we wzorze pochodzącym z prawa Ohma, które mówi, że energia jest równa iloczynowi natężenia prądu i oporu.
Z prawa Ohma można stworzyć prosty wzór będący jego odwrotnością. Podzielenie napięcia na rezystancję pozwoli określić, jaki powinien być właściwy prąd płytki drukowanej.
4. Pojemność prądowa obwodu drukowanego - co powinieneś wiedzieć
We wczesnych dniach, używaliśmy płytek drukowanych do łączenia obwodów małej mocy. Obwody o dużej mocy były wykonywane przy użyciu zworki od punktu do punktu, aby zrekompensować wysokie zapotrzebowanie na prąd.
W miarę ewolucji płyt, warstwa miedzi jest optymalizowana przez rozprowadzanie. Dzięki temu uzyskano dużą przestrzeń i wysoką izolację szyn niskiego napięcia.
4.1 Obciążalność prądowa obwodu drukowanego/jak duży prąd może wytrzymać obwód drukowany?
Obciążalność prądowa śladu PCB nie może przewyższać starego, dobrego okablowania miedzianego. Ale może zmniejszyć zużycie miejsca w sposób wykładniczy. Różne aspekty projektowe i właściwości materiałów decydują o obciążalności prądowej obwodu drukowanego.
Na przykład, miedź 1oz jest najczęściej używana, aby zapewnić rezystancję około 500mΩ nm na cal kwadratowy W związku z tym można zwiększyć pojemność dzięki zwiększeniu efektów na bieżącej ścieżce
Pojemność prądu przejściowego PCB jest rekurencją obliczaną podczas fazy projektowania PCB i odpowiednio zorganizować przejście
Większość pakietów projektowych PCB zawiera kalkulator szerokości przejścia lub opcję równoważną, aby określić grubość przejścia na podstawie bieżących Grubość miedzi w tablicy narzędziowej
Należy jednak przeprowadzić bardziej zaawansowaną symulację, aby zbadać wpływ wysokiego prądu na inne obwody i czynniki chłodzenia Ponieważ w przeciwieństwie do grubszych kabli miedzianych, małe przepięcie może stopić linię przejściową, powodując całkowite uszkodzenie tablicy narzędzi
Obliczenia objętości prądu śledzącego PCB muszą również obejmować integralność i utratę mocy Prognozowanie maksymalnej i maksymalnej temperatury roboczej
Obliczenia objętości prądu przejściowego PCB muszą zostać zoptymalizowane, aby zapobiec wzrostowi kosztów produkcji PCB
2.5/ Związek między szerokością linii przejściowej PCB a prądem przemieszcza się Stół stołowy
Poniższa tabela uwzględnia wszystkie czynniki, porównując szerokość przewodu PCB z prądem PCB Liczby te są podobne i różne Zrozumienie różnic pomiędzy szerokością przewodu drukowanego a prądem w płycie drukowanej ułatwia naprawę i rozwiązywanie problemów w każdej konkretnej płycie drukowanej
Przed naprawą drukowanej płyty drukowanej najlepszym rozwiązaniem jest znalezienie odpowiedniego bezpiecznika, kabla i monety, które będą odpowiednio dopasowywane do wszystkich płyt drukowanych Działanie jest łatwiejsze, gdy dokładnie znasz szerokość i prąd przejściowy płyty drukowanej
(2) Okazuje się, że liczba ludzi
PCB jest filarem różnych elementów elektrycznych i elektrycznych Podczas projektowania PCB należy wziąć pod uwagę kilka czynników Mam nadzieję, że powyższe informacje o przejściu PCB pomogą
