PCB-johtimen leveyslaskuri

Mika on PCB-johtimen leveyden laskenta?

PCB-johtimen leveys maarittaa, kuinka paljon virtaa kuparijohdin piirilevylla voi turvallisesti kuljettaa ilman ylikuumenemista. Liian kapea johdin kuormatelle virralle voi laemmeta vaarallisesti, vahingoittaa piirilevyae tai aiheuttaa tulipalon.

Keskeiset tekijat ovat virta (ampeerit), kuparin paksuus (tyypillisesti 1 oz/ft2 = 35 um), sallittu lampeneminen ja onko johdin ulkoisella vai sisaisellae kerroksella (sisaiset kerrokset johtavat lampoa huonommin).

IPC-2221-standardi

IPC-2221-standardi tarjoaa empiirisesti johdetut kaavat PCB-johdinten mitoitukseen. Kaavat perustuvat vuosikymmenten testaukseen ja ovat laajalti hyvaksyttyjae PCB-teollisuudessa. Standardi kattaa seka ulkoiset etta sisaiset kerrokset.

Tyokalun kayttohje

Syota maksimivirta, kuparin paino (1 oz on standardi, 2 oz on yleinen tehopiireissa), sallittu lampeneminen ja kerrostyyppi. Laskin antaa minimijohtimen leveyden IPC-2221-standardin mukaan.

PCB-suunnitteluvinkkejae

• Lisaa aina turvamarginaali — kayta leveampia johtimia kuin laskettu minimi, erityisesti tehopiireissa.
• Kayta kuparitayttoja (maatasoja) suurivirta-reiteille kapeiden johtimien sijaan.
• Harkitse laepivienti-ompelua (via stitching) yhdistaeaen kuparia useilla kerroksilla erittain suurille virroille.
• Signaalijoohtimet voivat olla paljon ohuempia (6-8 mil on tyypillinen), koska ne kuljettavat minimaalisesti virtaa.

Laskuesimerkki

Vie 2 A ulkokerroksen piirilevyvedolla 1 oz kuparilla (35 µm paksu) salliten 10 °C:n lämpötilannousun. IPC-2221-taulukko antaa vaadituksi poikkipinnaksi noin 20 mils², joten leveys = pinta-ala ÷ paksuus ≈ 20 ÷ 1,4 ≈ 14 mils, noin 0,36 mm. Sisävedot johtavat lämpöä huonommin, joten IPC-2221 noin kaksinkertaistaa leveyden samalle virralle.

Yleisiä virheitä

Yleinen virhe on käyttää sisäkerroksen leveyksiä ulkovedolle tai päinvastoin; haudatut vedot kuumenevat enemmän ja niiden on oltava leveämpiä. Toinen on unohtaa kuparin paino — 2 oz kuparilla veto voi olla puolet 1 oz:n saman virran leveydestä. Sallitun lämpötilannousun sivuuttaminen myös harhauttaa, sillä leveämpi veto pysyy vain viileämpänä samalla virralla.

Usein kysytyt kysymykset

Mika on kuparin paino ja miten se vaikuttaa johtimen leveyteen?

Kuparin paino viittaa kuparikerroksen paksuuteen, mitattuna unssina neliojalassa. 1 oz kupari on 35 um paksu. Paksumpi kupari (2 oz = 70 um) mahdollistaa kapeammat johtimet samalle virralle, koska johtimen poikkipinta-ala kasvaa.

Onko IPC-2221-kaava tarkka?

IPC-2221-kaavat ovat konservatiivisia arvioita, jotka perustuvat empiiriseen testaukseen 1950-luvulta. Ne ovat yleisesti turvallisia mutta voivat olla ylimitoitettuja nykyaikaisille piirilevyille. Uudempi IPC-2152 tarjoaa tarkemmat tulokset.

Mikä on kuparin paino ja miksi sillä on väliä?

Kuparin paino kuvaa, kuinka paljon kuparia peittää neliöjalan levyä, ilmoitettuna unsseina; 1 oz levittyy noin 35 µm paksuiseksi. Raskaampi kupari (2 oz, 3 oz) tekee vedoista poikkileikkaukseltaan paksumpia, joten ne kantavat enemmän virtaa tietyllä leveydellä ja johtavat lämpöä paremmin, korkeammalla levykustannuksella.