Sekhalkhuleita sa Hona Joale sa PCB: Bophara ba Trace le Vias tsa Saizi ka Foromo ea IPC-2221

Khalkhuleitara ya hajwale ya PCB e fetola potso e bonolo ka thetso - "mokgwa ona o lokela ho ba bophara bo bokae?" - ho ba palo eo o ka e ralang. E fokotsa mokgwa wa matla mme e sebetsa ka mocheso, e theola motlakase, mme qetellong e ka hloleha; e eketsa ntho e nngwe le e nngwe mme o senya sebaka sa boto seo o kanna wa se be le sona. Tataiso ena e hlalosa dipalo tsa IPC-2221 tseo khalkhuleitara e nngwe le e nngwe ya hajwale ya bophara ba PCB e sebetsang ka tlasa hood, e bontsha mohlala o felletseng o sebetsang oo o ka o phetang ka letsoho, mme e atolosa monahano o tshwanang ho di-via. Dipalo tse tshwanang di sala ka mora sesebediswa se seng le se seng se amanang - khalkhuleitara ya hajwale ya PCB, khalkhuleitara ya hajwale, PCB ka khalkhuleitara ya hajwale - le ka mora potso ya letsatsi le letsatsi ya hore na hajwale e fanweng e hloka bophara bo bokae ba mokgwa.

Se latelang ke kamoo baenjiniere ba rona ba DFM ho Highleap Electronics ba hlahlobang bohloeki ba koporo e tsamaisang motlakase pele boto e etsoa.

1. Sesebediswa sa ho Bala Dintlha tsa Hona Jwale sa PCB se Etsang le Hobaneng ha ho Latela Bophara ba Ditaba

Khalkhuleita ea hona joale ea PCB e amana le bongata bo bane: hona joale moo trace e jereng teng, sebaka sa eona sa koporo se tšelang, ho phahama ha mocheso oo hona joale ho o hlahisang, le hore na trace e holim'a lera le ka ntle kapa le ka hare. Lokisa tse tharo life kapa life 'me khalkhuleita e rarolla ea bone. Mokhoa oa ho sebetsa baqapi ba e sebelisa ka litsela tse peli - ho fumana hona joale e sireletsehileng ka ho fetisisa bakeng sa trace eo ba seng ba e hutse, kapa ho fumana bophara bo fokolang bakeng sa hona joale eo ba hlokang ho e fana.

Fisiks e otlolohile: koporo e na le khanyetso, khanyetso ea motlakase e hlahisa mocheso (I²R), 'me mocheso oo o phahamisa mocheso oa mohlala ho fihlela o fihla tekanong le tikoloho ea oona. Mongolo o sephara kapa o teteaneng o na le koporo e ngata, khanyetso e tlase, le sebaka se seholo sa ho fokotsa mocheso, kahoo o jara motlakase o mongata ka keketseho e tšoanang ea mocheso.

Hobaneng ena e le bothata ba ho tšepahala

Mocheso o chesang haholo ha o futhumale feela. Mocheso o phahameng o tsitsitseng o potlakisa oxidation ea koporo, o senya laminate e e potileng, o eketsa khanyetso haholoanyane ka mokhoa o senyang oa karabelo, 'me libotong tsa motlakase ho ka phahamisa li-pad kapa ho bula mocheso ka botlalo. Ho lekanya koporo e jereng motlakase ka nepo ke e 'ngoe ea matsete a theko e tlaase ka ho fetisisa a tšepahalang moralong.

Hobaneng ho phahama ha mocheso e le khetho ea moralo

Ha ho na leqhubu le le leng le "lekantsoeng" bakeng sa mohlala - ke leqhubu feela bakeng sa keketseho e amohelehang ea mocheso. Ho phahama ha 10 °C hoa tloaeleha ebile ho tloaelehile; 20 °C e sebelisoa haholo; ho phahama ho hoholo ho paka leqhubu le lengata hore e be koporo e nyane ka litšenyehelo tsa margin. Ho khetha ΔT e lumelletsoeng ke qeto ea pele pele khalkhuleita efe kapa efe e fana ka karabo e nang le moelelo.

2. Foromo ea IPC-2221 e ka Morao ho Sekhalkhuleitara se seng le se seng sa Bophara ba Trace

Hoo e ka bang khalkhuleita e 'ngoe le e 'ngoe ea hona joale ea PCB inthaneteng e sebelisa equation e tšoanang ea boiphihlelo ho tsoa ho IPC-2221, e nkiloeng ho li-curve tsa ho futhumatsa tsa mesaletsa ea 'nete.

Mona I e teng ka har'a li-ampere, ΔT ke keketseho e lumelletsoeng ea mocheso ka °C, 'me A ke sebaka se tšekaletseng sa trace ka lisekoere mils . K e sa fetoheng e hapa maemo a ho pholisa: ke 0.048 bakeng sa mesaletsa ea kantle, e pepesetsoang moeeng 'me e pholisa hantle, le 0.024 bakeng sa mesaletsa ea kahare, e patiloeng ka har'a laminate ntle le ho pholisa ho potolohang.

Ho fetola boima ba koporo hore e be botenya

Sebaka se nang le karolo e tšekaletseng se na le bophara bo fetang bophara, 'me botenya bo tsoa boima ba koporo. Aunsi e le 'ngoe ea koporo e hasaneng holim'a leoto le sekwere ke 1.37 mil (hoo e ka bang 35 µm) botenya. Kahoo motsu o le mong oa 1 oz o bophara ba 50 mil o na le karolo e tšekaletseng ea 50 × 1.37 = 68.5 mil². Ho imena habeli ho 2 oz koporo ho imena habeli botenya ho 2.74 mil 'me ka hona ho imena habeli sebaka seo bakeng sa bophara bo tšoanang.

IPC-2221 khahlanong le IPC-2152

IPC-2221 ke tšupiso ea khale, e bolokang nako le seo li-calculator tse ngata tse potlakileng li se sebelisang. IPC-2152 e ncha e ikarabella bakeng sa lintlha tse ling - botenya ba boto, boteng ba lifofane tsa koporo, le tikoloho ea mocheso - 'me ka kakaretso e lumella mesaletsa e menyenyane kapa ho bolela esale pele mocheso o tlase hobane e etsa mohlala oa ho ata ha mocheso ka tsela ea sebele. Bakeng sa meralo e matla e tiileng, IPC-2152 e bohlokoa ho feta tekano; bakeng sa boholo ba letsatsi le letsatsi, IPC-2221 e fana ka sebaka se sireletsehileng sa ho qala.

3. Mokhoa oa ho Bala Bophara ba Trace Mohato ka Mohato (Mohlala o Sebetsang)

Ho sebetsa foromo hang ka letsoho ho etsa hore sephetho se seng le se seng sa khalkhuleita se be bonolo ho se bala. A re re o hloka mohlala o kantle ho jara 5 A e nang le bophahamo ba 10 °C botong ea 1 oz.

Mohato oa 1 — Lokisa foromo bakeng sa sebaka

Rarolla I = k × ΔT ^0.44 × A ^0.725 bakeng sa A:

Mohato oa 2 — Kenya boleng

Ka k = 0.048 (kantle) le ΔT = 10: ΔT ^0.44 = 10 ^0.44 ≈ 2.75. Kahoo k × ΔT ^0.44 = 0.048 × 2.75 ≈ 0.132. Ebe I ÷ 0.132 = 5 ÷ 0.132 ≈ 37.9.

Mohato oa 3 — Rarolla sebaka seo

Phahamisa 37.9 ho ea ho matla (1 ÷ 0.725 ≈ 1.379): A ≈ 37.9 ^1.379 ≈ 150 mil².

Mohato oa 4 — Fetolela sebaka ho bophara

Arola ka botenya ba 1 oz ba 1.37 mil: bophara = 150 ÷ ​​1.37 ≈ 110 mil (hoo e ka bang 2.8 mm). Ke bophara bo bonyane ba kantle bakeng sa 5 A ha mocheso o phahama ka 10 °C.

Mohato oa 5 — Hlahloba nyeoe ea lera la kahare

Haeba motsu oo o tšoanang o ne o matha holim'a lera le ka hare, k o theohela ho 0.024 — halofo ea boleng. Ka lebaka la exponent ea 0.725, ho arola k ka halofo ha ho imenne habeli sebaka feela: ho e phahamisa ka hoo e ka bang 2.6× (2 ^1.379 ). Kahoo 5 A e tšoanang ka keketseho ea 10 °C joale e hloka hoo e ka bang 390 mil² , bophara ba hoo e ka bang 285 mil. Ke ka lebaka leo tsamaiso ea matla e bolokoang holim'a lera le ka ntle, kapa e fuoa koporo e boima, ha e tlameha ho kena kahare.

Tsena ke dinomoro tsa odara ya pele; ho phahamisa ΔT e dumeletsweng kapa boima ba koporo ho fokotsa bophara kapele, e leng sebaka sa kgwebo seo khalkhuleita e o dumellang ho se hlahloba.

4. Ka Bokhoni ba Hona Joale: Li-Vias tsa ho Saese le ho Roka

Mehlala ke halofo feela ea pale. Hangata letlooa la motlakase le tlameha ho fetola mekhahlelo, 'me tsela e nyane haholo e fetoha ntlha e chesang ka ho fetisisa le e hanyetsang ka ho fetisisa tseleng.

Mokhoa oa ho hakanngoa ha bokhoni ba hona joale

Tsela e phuthetsweng e sebetsa jwalo ka mothapo o mokgutshwane, o phuthilweng: bokgoni ba yona ba hajwale bo itshetlehile ka karolo e tshekaletseng ya koporo ya mothapo wa yona, e behilweng ke bophara ba lesoba le fedileng le botenya ba ho phuthela. Mokgwa o tlwaelehileng wa boenjiniere ke ho tshwara mothapo o phutholotsweng (sedikadikwe sa ho phuthela se eketsa botenya ba sona) e le karolo e tshekaletseng ya mothapo o lekanang mme o sebedise mabaka a tshwanang a setaele sa IPC, ebe o eketsa moedi hobane di-vias ha di phole hantle ho feta koporo e ka hodimo.

Ho roka li-via ka nako e le 'ngoe

Ho e-na le ho itšetleha ka via e le 'ngoe e kholo, baqapi ba jara motlakase o phahameng ka har'a li-vias tse ngata ka nako e le 'ngoe ("ka ho roka"). Li-vias tse 'maloa li arolelana motlakase, li theola khanyetso e kopaneng, 'me li hasanya mocheso, o matla haholo ho feta lesoba le le leng. Mokhoa o motle ke ho etsa tekanyetso ea motlakase o bolokang motlakase ka via le ho eketsa li-vias tse lekaneng ho koahela letlooa ka moeli.

Ha Highleap e hlahloba moralo oa motlakase, re tiisa hore ka lipalo le li-plating li tšehetsa motlakase oa net - mabaka a tšoanang a ho roka ka tsela e hlalositsoeng kaholimo - hore likarolo tsa koporo e boima li ka etsoa, ​​​​le hore stackup e fana ka karolo e tšekaletseng eo khalkhuleita e neng e e nahana.

5. Liphoso tse Tloaelehileng tsa Palo ea Hona Joale ea PCB le Mekhoa e Betere

Foromo e ka tšeptjoa; lintho tse kenngoang ke moo meralo e sa tsamaeeng hantle.

• Ho sebedisa k ya kantle hodima mothati wa kahare. Ho lebala ho fetola ho tloha ho 0.048 ho ea ho 0.024 ho feta tekanyo ea bokhoni ba ka hare ka hoo e ka bang 2×.
• Ho nka hore koporo e felileng e lekana le koporo ea motheo. Ho polata ho eketsa botenya hodima dikarolo tse ka ntle; dikarolo tse ka hare di dula di le haufi le tse tloaelehileng. Sebedisa botenya bo feletseng ba sebele.
• Ho hlokomoloha mocheso o potolohileng le o haufi. ΔT ke ho phahama ka holim'a tikoloho ea lehae, e ka 'nang eaba e se e phahamisitsoe ke likarolo tse e potileng.
• Ho lebala tsela ka letlooeng la motlakase le fetolang lera. Mongolo o lekanang hantle o fepang via e nyane o isa feela sebaka se chesang ho via.
• Saese bakeng sa motlakase o tsitsitseng feela. Metsi a kenang ka potlako, phoso, le pulse currents a ka feta boleng bo tsitsitseng mme a hloka leano la ona la ho hlahloba kapa ho kopanya.
• Ho tšoara IPC-2221 ka tsela e nepahetseng. E itshetlehile ka mokhoa o itekanetseng mme e itshetlehile ka chate; bakeng sa meralo ya matla a marginal, netefatsa ka IPC-2152 kapa teko ya mocheso.

Mokhoa o motle ke ho etsa qeto ea hore na mocheso o lumelloa ho nyoloha pele, ho sebelisoa botenya ba koporo bo felileng, ho boloka motlakase o boima holim'a likarolo tse ka ntle kapa ho totobatsa koporo e boima ka boomo, boholo ba li-vias ka boomo joalo ka mesaletsa, le ho eketsa moeli bakeng sa maqhubu a nakoana. Ebe u netefatsa hore stackup e khethiloeng le boima ba koporo li ka hahuoa le moetsi oa hau pele u etsa moralo.

6. Ha Lipalo li Supa Koporo e Boima

Palo ea hajoale e thusa feela haeba boto e ka hahuoa ho e bapisa le eona - 'me bakeng sa meralo ea matla a 'nete, karabo eo foromo e fanang ka eona hangata e feta koporo e tloaelehileng ea 1 oz. Ho jara li-amps tse mashome ntle le ho phahama ho hoholo ha mocheso hangata ho bolela koporo ea 2, 3, kapa 6+ oz, sebaka se seholo pakeng tsa mesaletsa e boima, le ka meaho e koahetsoeng ho lekana. Tsena ke liparamente tsa tlhahiso, kahoo li bohlokoa ho netefatsoa e le tse ka hahuoang pele sebopeho se notleloa.

Highleap e etsoa ho tsoa ho liboto tse tloaelehileng tsa 1 oz ka li-PCB tsa koporo e boima , 'me re tla hlahloba bophara ba hau ba mohlala, boima ba koporo, le ka lipalo khahlanong le bokhoni ba 'nete ba ho jara motlakase boo moaho o ka bo fanang ka bona - 'me u tšoaee moo IPC-2152 e tla u lumella ho e tiisa. Romela maqhubu a hau, sepheo sa ho phahama ha mocheso, le stackup, 'me re tla tiisa hore koporo e ka etsoa.

Qotsa PCB ea Hao ea Hona Joale e Phahameng

7. Lipotso tse botsoang khafetsa

Khalkhuleita ea hona joale ea PCB e sebelisa foromo efe?

Bongata ba sebelisa equation ea IPC-2221 I = k × ΔT ^0.44 × A ^0.725 , moo I e leng teng ka har'a li-amps, ΔT ke keketseho e lumelletsoeng ea mocheso ka °C, A ke sebaka se tšekaletseng ka har'a mil², 'me k ke 0.048 bakeng sa mesaletsa ea kantle kapa 0.024 bakeng sa mesaletsa ea kahare. Tekanyetso e ncha ea IPC-2152 e ntlafatsa sena ka boto le thermal factors.

Ke hobane'ng ha mesaletsa ea ka hare e lokela ho ba pharaletse ho feta ea ka ntle?

Mehlala ya ka hare e patilwe ka har'a laminate ntle le ho phodisa moya, kahoo ha e ntshe mocheso hantle haholo. Ka foromong ya IPC-2221 k ya bona e sa fetoheng ke halofo ya mehlala ya kantle (0.024 vs 0.048) - mme ka lebaka la exponent ya 0.725, k e kgaotsweng ka halofo e sebetsa ho hloka sebaka se ka bang makgetlo a 2.6 bakeng sa keketseho e tshwanang ya hona jwale le mocheso.

Boima ba koporo bo ama bokgoni ba hona jwale jwang?

Boima ba koporo bo beha botenya ba mothapo o monyane — 1 oz e ka ba 1.37 mil — mme botenya bo atisa bophara ho fana ka sebaka se tshekaletseng. Ho imena habeli boima ba koporo ho tloha ho 1 oz ho isa ho 2 oz ho mena sebaka seo ka bophara bo lekanang, kahoo mothapo o na le motlakase o mongata haholo ha mocheso o phahama ka ho tšoanang.

Ke lokela ho rala keketseho efe ea mocheso?

Ho phahama ha 10 °C ke khetho e tloaelehileng, e tloaelehileng 'me 20 °C e sebelisoa haholo. Boleng bo nepahetseng bo itšetlehile ka tekanyo ea mocheso oa laminate ea hau, tikoloho e ka hare ho sekwahelo, le hore na u batla ho ba le moeli o mokae. Hopola hore ho phahama ho eketsoa holim'a tikoloho ea lehae, eseng mocheso oa kamore.

Nka lekanya via joang bakeng sa motlakase o phahameng?

Tšoara moqomo o phuthetsoeng joaloka moqomo o mokgutshwane oo karolo ya wona ya koporo e itshetlehileng ka bophara ba lesoba le botenya ba ho phuthela, ebe o eketsa moedi hobane di-vias ha di phole hantle. Bakeng sa matlowa a motlakase a sebele, sebedisa di-vias tse mmalwa ka ho lekana (ka ho roka) e le hore di arolelane motlakase mme di hasanye mocheso ho ena le ho itshetleha ka lesoba le le leng le leholo.

Na IPC-2221 kapa IPC-2152 li betere?

IPC-2221 e bonolo ebile e na le mekhoa e metle, e leng se etsang hore e be ea kamehla e sireletsehileng bakeng sa boholo bo potlakileng. IPC-2152 e nepahetse haholoanyane hobane e ikarabella bakeng sa botenya ba boto, lipolane tsa koporo, le tikoloho ea mocheso, 'me hangata e lumella mesaletsa e menyenyane. Bakeng sa meralo e tiileng kapa e matla a phahameng, ho netefatsa ka IPC-2152 kapa teko ea mocheso hoa bohlokoa.