Jaký je vztah mezi zapojením PCB, průchozím otvorem a proudovou zatížitelností?

Elektrické spojení mezi součástmi na PCBA je dosaženo pomocí měděné fólie a průchozích otvorů na každé vrstvě.

Elektrické spojení mezi součástmi na PCBA je dosaženo pomocí měděné fólie a průchozích otvorů na každé vrstvě. Vzhledem k různým produktům, různým modulům různé velikosti proudu, aby bylo dosaženo každé funkce, potřebují návrháři vědět, zda navržená kabeláž a průchozí otvor může přenášet odpovídající proud, aby bylo dosaženo funkce produktu, aby produkt zabránil před spálením při nadproudu.

Zde je představen návrh a test proudové zatížitelnosti kabeláže a průchozích otvorů na poměděném plechu FR4 a výsledky testu. Výsledky testů mohou poskytnout určitý odkaz pro designéry v budoucím návrhu, díky čemuž je návrh DPS rozumnější a více v souladu se současnými požadavky.

Elektrické spojení mezi součástmi na PCBA je dosaženo pomocí měděné fólie a průchozích otvorů na každé vrstvě.

V současné fázi je hlavním materiálem desky s plošnými spoji (PCB) měděná deska FR4. Měděná fólie s čistotou mědi ne menší než 99,8 % realizuje elektrické spojení mezi každým komponentem v rovině a průchozí otvor (VIA) realizuje elektrické spojení mezi měděnou fólií se stejným signálem v prostoru.

Ale jak navrhnout šířku měděné fólie, jak definovat otvor VIA, vždy navrhujeme na základě zkušeností.

Aby byl návrh rozvržení rozumnější a splnil se požadavky, testuje se proudová zatížitelnost měděné fólie s různými průměry drátu a výsledky testů se používají jako reference pro návrh.

Analýza faktorů ovlivňujících proudovou zatížitelnost

Velikost proudu PCBA se liší podle modulové funkce produktu, takže musíme zvážit, zda kabeláž, která funguje jako můstek, unese procházející proud. Hlavní faktory, které určují proudovou zatížitelnost, jsou:

Tloušťka měděné fólie, šířka drátu, nárůst teploty, pokovení skrz otvor otvoru. Ve skutečném návrhu musíme také vzít v úvahu prostředí produktu, technologii výroby PCB, kvalitu desek a tak dále.

1.Tloušťka měděné fólie

Na začátku vývoje produktu je tloušťka měděné fólie PCB definována podle ceny produktu a aktuálního stavu na produktu.

Obecně lze u výrobků bez vysokého proudu zvolit povrchovou (vnitřní) vrstvu měděné fólie o tloušťce cca 17,5μm:

Pokud má výrobek část vysokého proudu, stačí velikost desky, můžete zvolit povrchovou (vnitřní) vrstvu asi 35μm tloušťku měděné fólie;

Pokud je většina signálů v produktu vysokoproudá, je třeba zvolit vnitřní vrstvu měděné fólie o tloušťce asi 70μm.

Pro PCB s více než dvěma vrstvami, pokud povrch a vnitřní měděná fólie používají stejnou tloušťku a stejný průměr drátu, je nosná proudová kapacita povrchové vrstvy větší než kapacita vnitřní vrstvy.

Vezměte si jako příklad použití 35μm měděné fólie pro vnitřní i vnější vrstvu DPS: vnitřní obvod je po leptání laminován, takže tloušťka vnitřní měděné fólie je 35μm.

Po vyleptání vnějšího obvodu je nutné vyvrtat otvory. Protože otvory po vyvrtání nemají výkon elektrického připojení, je nutné provést bezproudové pokovování mědi, což je celý proces pokovování mědi, takže povrchová měděná fólie bude potažena určitou tloušťkou mědi, obecně mezi 25 μm a 35 μm, takže skutečná tloušťka vnější měděné fólie je asi 52,5μm až 70μm.

Rovnoměrnost měděné fólie se liší podle kapacity dodavatelů měděných desek, ale rozdíl není významný, takže vliv na proudové zatížení lze ignorovat.

2.Drátěné vedení

Po zvolení tloušťky měděné fólie se šířka vedení stává rozhodující továrnou na proudovou zatížitelnost.

Mezi navrženou hodnotou šířky čáry a skutečnou hodnotou po leptání je určitá odchylka. Obecně je povolená odchylka +10μm/-60μm. Protože je kabeláž vyleptaná, v rohu elektroinstalace budou zbytky kapaliny, takže roh kabeláže se obecně stane nejslabším místem.

Tímto způsobem by při výpočtu aktuální hodnoty zatížení čáry s rohem měla být aktuální hodnota zatížení naměřená na přímce vynásobena (W-0,06) /W (W je šířka čáry, jednotka je mm).

3. Nárůst teploty

Když teplota stoupne na nebo vyšší než teplota TG substrátu, může to způsobit deformaci substrátu, jako je deformace a bublání, aby se ovlivnila vazebná síla mezi měděnou fólií a substrátem. Deformace substrátu může vést k prasknutí.

Poté, co vodiče DPS projdou přechodným velkým proudem, nejslabší místo vodičů z měděné fólie se nemůže krátkodobě zahřát do okolí, čímž se přiblíží adiabatickému systému, teplota prudce stoupne, dosáhne bodu tání mědi a měděný drát se spálí .

4.Pokovování skrz otvor otvoru

Galvanické pokovování skrz otvory může realizovat elektrické spojení mezi různými vrstvami galvanickým pokovováním mědi na stěně otvoru. Protože se jedná o pokovení celé desky mědí, tloušťka mědi stěny otvoru je stejná pro pokovené průchozí otvory každého otvoru. Proudová kapacita pokovených průchozích otvorů s různou velikostí pórů závisí na obvodu měděné stěny