Qual è la relazione tra cablaggio PCB, foro passante e capacità di trasporto di corrente?

Il collegamento elettrico tra i componenti sul PCBA è ottenuto tramite cablaggio in lamina di rame e fori passanti su ogni strato.

Il collegamento elettrico tra i componenti sul PCBA è ottenuto tramite cablaggio in lamina di rame e fori passanti su ogni strato.A causa dei diversi prodotti, dei diversi moduli con diverse dimensioni di corrente, per ottenere ciascuna funzione, i progettisti devono sapere se il cablaggio progettato e il foro passante possono trasportare la corrente corrispondente, al fine di ottenere la funzione del prodotto, evitare che il prodotto da bruciature in caso di sovracorrente.

Qui vengono introdotti il ​​progetto e il test della capacità di carico di corrente del cablaggio e dei fori passanti sulla piastra rivestita in rame FR4 e i risultati del test.I risultati dei test possono fornire un riferimento certo ai progettisti per la progettazione futura, rendendo la progettazione del PCB più ragionevole e più in linea con i requisiti attuali.

Il collegamento elettrico tra i componenti sul PCBA è ottenuto tramite cablaggio in lamina di rame e fori passanti su ogni strato.

Il collegamento elettrico tra i componenti sul PCBA è ottenuto tramite cablaggio in lamina di rame e fori passanti su ogni strato.A causa dei diversi prodotti, dei diversi moduli con diverse dimensioni di corrente, per ottenere ciascuna funzione, i progettisti devono sapere se il cablaggio progettato e il foro passante possono trasportare la corrente corrispondente, al fine di ottenere la funzione del prodotto, evitare che il prodotto da bruciature in caso di sovracorrente.

Qui vengono introdotti il ​​progetto e il test della capacità di carico di corrente del cablaggio e dei fori passanti sulla piastra rivestita in rame FR4 e i risultati del test.I risultati dei test possono fornire un riferimento certo ai progettisti per la progettazione futura, rendendo la progettazione del PCB più ragionevole e più in linea con i requisiti attuali.

Allo stato attuale, il materiale principale del circuito stampato (PCB) è la piastra rivestita in rame di FR4.La lamina di rame con purezza del rame non inferiore al 99,8% realizza la connessione elettrica tra ciascun componente sul piano e il foro passante (VIA) realizza la connessione elettrica tra la lamina di rame con lo stesso segnale nello spazio.

Ma per come progettare la larghezza della lamina di rame, come definire l'apertura di VIA, progettiamo sempre in base all'esperienza.

 

 

Per rendere la progettazione del layout più ragionevole e soddisfare i requisiti, viene testata la capacità di carico di corrente del foglio di rame con diversi diametri di filo e i risultati del test vengono utilizzati come riferimento per la progettazione.

 

Analisi dei fattori che influenzano la capacità di carico di corrente

 

La dimensione corrente del PCBA varia in base alla funzione del modulo del prodotto, quindi dobbiamo considerare se il cablaggio che funge da ponte può sopportare la corrente che lo attraversa.I principali fattori che determinano la capacità di carico di corrente sono:

Spessore della lamina di rame, larghezza del filo, aumento della temperatura, apertura del foro passante della placcatura.Nella progettazione vera e propria, dobbiamo considerare anche l'ambiente del prodotto, la tecnologia di produzione dei PCB, la qualità delle lastre e così via.

1. Spessore della lamina di rame

All'inizio dello sviluppo del prodotto, lo spessore del foglio di rame del PCB viene definito in base al costo del prodotto e allo stato attuale del prodotto.

Generalmente, per i prodotti senza corrente elevata, è possibile scegliere lo strato superficiale (interno) di lamina di rame con uno spessore di circa 17,5μm:

Se il prodotto presenta parte di corrente elevata, la dimensione della piastra è sufficiente, è possibile scegliere lo strato superficiale (interno) di circa 35μm di spessore di lamina di rame;

Se la maggior parte dei segnali nel prodotto sono ad alta corrente, è necessario selezionare lo strato interno di lamina di rame con uno spessore di circa 70μm.

Per PCB con più di due strati, se la superficie e la lamina di rame interna utilizzano lo stesso spessore e lo stesso diametro del filo, la capacità di trasporto della corrente dello strato superficiale è maggiore di quella dello strato interno.

Prendiamo come esempio l'uso di un foglio di rame da 35μm sia per lo strato interno che per quello esterno del PCB: il circuito interno viene laminato dopo l'attacco, quindi lo spessore del foglio di rame interno è 35μm.

 

 

 

Dopo l'incisione del circuito esterno è necessario praticare dei fori.Poiché i fori dopo la perforazione non hanno prestazioni di connessione elettrica, è necessaria la ramatura chimica, che è l'intero processo di placcatura in rame, quindi la lamina di rame superficiale sarà rivestita con un certo spessore di rame, generalmente tra 25μm e 35μm, quindi lo spessore effettivo del foglio di rame esterno è compreso tra circa 52,5 μm e 70 μm.

L'uniformità del foglio di rame varia in base alla capacità dei fornitori di piastre di rame, ma la differenza non è significativa, quindi l'influenza sul carico di corrente può essere ignorata.

2.Linea metallica

Dopo aver selezionato lo spessore della lamina di rame, la larghezza della linea diventa il fattore decisivo per la capacità di carico di corrente.

Esiste una certa deviazione tra il valore progettato della larghezza della linea e il valore effettivo dopo l'incisione.Generalmente, la deviazione consentita è +10μm/-60μm.Poiché il cablaggio è inciso, ci saranno residui liquidi nell'angolo del cablaggio, quindi l'angolo del cablaggio diventerà generalmente il punto più debole.

In questo modo, quando si calcola il valore del carico corrente di una linea con un angolo, il valore del carico corrente misurato su una linea retta deve essere moltiplicato per (W-0,06) /W (W è la larghezza della linea, l'unità è mm).

3. Aumento della temperatura

Quando la temperatura sale o supera la temperatura TG del substrato, può causare deformazioni del substrato, come deformazioni e bolle, in modo da influenzare la forza legante tra il foglio di rame e il substrato.La deformazione deformante del substrato può portare alla frattura.

Dopo che il cablaggio del PCB ha superato la grande corrente transitoria, il punto più debole del cablaggio in lamina di rame non può riscaldarsi nell'ambiente per un breve periodo, avvicinandosi al sistema adiabatico, la temperatura aumenta bruscamente, raggiunge il punto di fusione del rame e il filo di rame viene bruciato .

4.Placcatura attraverso l'apertura del foro

La galvanica attraverso i fori può realizzare la connessione elettrica tra diversi strati galvanizzando il rame sulla parete del foro.Poiché si tratta di placcatura in rame per l'intera piastra, lo spessore del rame della parete del foro è lo stesso per i fori passanti placcati di ciascuna apertura.La capacità di trasporto di corrente dei fori passanti placcati con diverse dimensioni dei pori dipende dal perimetro della parete di rame