Wat is de relatie tussen PCB-bedrading, doorgaand gat en stroomdraagvermogen?

De elektrische verbinding tussen de componenten op de PCBA wordt tot stand gebracht via koperfoliebedrading en doorgaande gaten in elke laag.

De elektrische verbinding tussen de componenten op de PCBA wordt tot stand gebracht via koperfoliebedrading en doorgaande gaten in elke laag. Vanwege de verschillende producten, verschillende modules met verschillende huidige afmetingen, moeten ontwerpers, om elke functie te bereiken, weten of de ontworpen bedrading en het doorgaande gat de overeenkomstige stroom kunnen dragen, om de functie van het product te bereiken en te voorkomen dat het product tegen verbranding bij overstroom.

Hier wordt het ontwerp en de test geïntroduceerd van de stroomdraagcapaciteit van bedrading en doorvoergaten op de FR4-kopergecoate plaat en de testresultaten. De testresultaten kunnen ontwerpers een bepaalde referentie bieden bij het toekomstige ontwerp, waardoor het PCB-ontwerp redelijker wordt en beter in lijn komt met de huidige eisen.

De elektrische verbinding tussen de componenten op de PCBA wordt tot stand gebracht via koperfoliebedrading en doorgaande gaten in elke laag.

In het huidige stadium is het belangrijkste materiaal van de printplaat (PCB) de met koper beklede FR4-plaat. De koperfolie met een koperzuiverheid van maar liefst 99,8% realiseert de elektrische verbinding tussen elke component in het vlak, en het through hole (VIA) realiseert de elektrische verbinding tussen de koperfolie met hetzelfde signaal op de ruimte.

Maar hoe we de breedte van de koperfolie moeten ontwerpen, hoe we de opening van VIA moeten definiëren, ontwerpen we altijd op basis van ervaring.

Om het lay-outontwerp redelijker te maken en aan de eisen te voldoen, wordt het stroomdraagvermogen van koperfolie met verschillende draaddiameters getest en worden de testresultaten gebruikt als referentie voor het ontwerp.

Analyse van factoren die de huidige draagkracht beïnvloeden

De huidige grootte van PCBA varieert afhankelijk van de modulefunctie van het product, dus we moeten overwegen of de bedrading die als brug fungeert de stroom die er doorheen gaat, kan verdragen. De belangrijkste factoren die de huidige draagkracht bepalen zijn:

Dikte van koperfolie, draadbreedte, temperatuurstijging, beplating door gatopening. Bij het daadwerkelijke ontwerp moeten we ook rekening houden met de productomgeving, de PCB-productietechnologie, de plaatkwaliteit, enzovoort.

1. Dikte koperfolie

Aan het begin van de productontwikkeling wordt de koperfoliedikte van de PCB gedefinieerd op basis van de productkosten en de huidige status van het product.

Over het algemeen kunt u voor producten zonder hoge stroomsterkte de oppervlaktelaag (binnenlaag) van koperfolie kiezen met een dikte van ongeveer 17,5 μm:

Als het product een deel van de hoge stroom heeft, is de plaatgrootte voldoende, u kunt de oppervlakte- (binnen) laag van ongeveer 35 μm dikte van koperfolie kiezen;

Als de meeste signalen in het product een hoge stroomsterkte hebben, moet de binnenlaag van koperfolie van ongeveer 70 μm dik worden geselecteerd.

Als voor PCB's met meer dan twee lagen het oppervlak en de binnenste koperfolie dezelfde dikte en dezelfde draaddiameter gebruiken, is de draagstroomcapaciteit van de oppervlaktelaag groter dan die van de binnenlaag.

Neem als voorbeeld het gebruik van 35 μm koperfolie voor zowel de binnen- als de buitenlaag van de PCB: het binnencircuit wordt na het etsen gelamineerd, dus de dikte van de binnenste koperfolie is 35 μm.

Na het etsen van het buitenste circuit is het noodzakelijk om gaten te boren. Omdat de gaten na het boren geen elektrische verbindingsprestaties hebben, is het noodzakelijk om stroomloos koper te plateren, wat het gehele koperplatingsproces is, zodat de koperfolie op het oppervlak wordt gecoat met een bepaalde dikte koper, meestal tussen 25 μm en 35 μm, dus de werkelijke dikte van de buitenste koperfolie is ongeveer 52,5 μm tot 70 μm.

De uniformiteit van koperfolie varieert afhankelijk van de capaciteit van de leveranciers van koperplaten, maar het verschil is niet significant, dus de invloed op de stroombelasting kan worden genegeerd.

2.Draad lijn

Nadat de dikte van de koperfolie is geselecteerd, wordt de lijnbreedte de beslissende factor voor de stroomdraagcapaciteit.

Er is een bepaalde afwijking tussen de ontworpen waarde van de lijnbreedte en de werkelijke waarde na het etsen. Over het algemeen bedraagt de toegestane afwijking +10 μm/-60 μm. Doordat de bedrading is geëtst zullen er vloeistofresten in de bedradingshoek achterblijven, waardoor de bedradingshoek over het algemeen de zwakste plek zal worden.

Op deze manier moet bij het berekenen van de huidige belastingswaarde van een lijn met een hoek de huidige belastingswaarde gemeten op een rechte lijn worden vermenigvuldigd met (W-0,06) /W (W is de lijnbreedte, de eenheid is mm).

3. Temperatuurstijging

Wanneer de temperatuur stijgt tot of hoger dan de TG-temperatuur van het substraat, kan dit vervorming van het substraat veroorzaken, zoals kromtrekken en borrelen, waardoor de bindingskracht tussen de koperfolie en het substraat wordt beïnvloed. De kromtrekkende vervorming van het substraat kan tot breuk leiden.

Nadat de PCB-bedrading de voorbijgaande grote stroom heeft gepasseerd, kan de zwakste plaats van koperfoliebedrading gedurende korte tijd niet naar de omgeving worden verwarmd, wat het adiabatische systeem benadert, de temperatuur scherp stijgt, het smeltpunt van koper bereikt en de koperdraad wordt verbrand .

4.Plateren door gatopening

Galvaniseren door gaten kan de elektrische verbinding tussen verschillende lagen realiseren door koper op de gatwand te galvaniseren. Omdat het om de hele plaat gaat met koper, is de koperdikte van de gatwand hetzelfde voor de geplateerde gaten van elke opening. De stroomvoerende capaciteit van geplateerde gaten met verschillende poriegroottes hangt af van de omtrek van de koperen wand