Miksi insinöörit valitsevat kuparijäljen PCB: ssä

Miksi insinöörit valitsevat kuparijäljen PCB: ssä

Kuparin jälki ovat merkittävässä asemassa painetun piirilevyn (PCB) kokonaistoiminnallisuuden kannalta. Ne ovat johtavia polkuja, jotka yhdistävät kaikki piirilevyn komponentit toisiinsa. Ilman kuparijälkiä piirilevyt olisivat hyödyttömiä. Kuparijälkiä on monenlaisia, mutta niillä kaikilla on yksi yhteinen piirre: ne on valmistettu erittäin ohuista kuparilevyistä. Kuparijohdon paksuus voi vaihdella muutamasta mikrometristä (0,001 mm) useisiin millimetreihin.

Kuparijälki voi olla joko yksi- tai kaksipuolinen. Yksipuolisia jälkiä käytetään vähemmän monimutkaisilla piirilevyillä, kuten elektroniikan perusprojekteissa käytettävillä piirilevyillä. Kaksipuolisia jälkiä on monimutkaisemmissa piirilevyissä, kuten tietokoneiden emolevyissä ja muissa huippuluokan elektroniikkalaitteissa. Riippumatta siitä, minkä tyyppisen piirilevyn kanssa työskentelet, on tärkeää ymmärtää hyvin, miten kuparijäljet toimivat. Näin voit suunnitella piirilevyn oikein, jotta se toimii oikein.

Sisällysluettelo
    Lisää otsikko sisällysluettelon luomisen aloittamiseksi.

    Mitkä ovat kuparijäljet PCB:ssä

    Piirilevyllä kuparijälki on ohuita kanavia, jotka tunnetaan hyvin niiden tarjoamasta johtavuudesta. Kuparijäljet ovat tärkeitä painetun piirilevyn eri osien yhdistämisessä, koska ne johtavat sähköä. Kuparijäljen luomiseksi kuparifolio liimataan alustaan. Kuparifolio voidaan joko syövyttää tai porata halutun jäljityskuvion luomiseksi.

    Jäljet voivat olla joko pinta-asennettavia tai läpireikiä. Pintaliitosjäljet ovat tyypillisesti ohuempia ja matalampia kuin läpireikäjäljet. Tämän vuoksi ne soveltuvat hyvin käytettäväksi pienemmissä elektroniikkalaitteissa. Läpireikäjohtimet ovat paksumpia ja profiililtaan korkeampia, mikä tekee niistä kestävämpiä ja luotettavampia.

    Vaikka useimmissa piirilevyissä on vain yksi kerros kuparijäljitettä, joissakin voi olla useita kerroksia. Tämä tunnetaan nimellä monikerroksiset piirilevyt (MLPB). MLPB:t tarjoavat enemmän joustavuutta reitityksessä ja voivat tukea monimutkaisempia malleja.

    hqdefault

    Miten lasketaan ytimen jäljen paksuus

    Ammattilaiset haluavat tutkia kuparijäljen paksuutta koko PCB-suunnitteluprosessin ajan. Jäljen leveys määrittää sen läpi kulkevan virran määrän, ja jäljen paksuus vaikuttaa siihen, kuinka paljon lämpöä jälki voi haihduttaa.

    On olemassa muutamia eri menetelmiä, joita voidaan käyttää ydinjäljen paksuuden laskemiseen, ja jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Yleisin menetelmä on käyttää IPC-2221-kaavaa, jossa otetaan huomioon johtimen leveys, sallittu virrantiheys ja haluttu lämpöresistanssi.

    Toinen suosittu menetelmä on käyttää T-Spice-nimistä työkalua, jonka avulla voit syöttää erilaisia parametreja, kuten kuparin paksuuden, piirilevyn koon ja jäljen leveyden. T-Spice antaa sitten tulokseksi luvun, joka edustaa suurinta virtaa, joka voi kulkea jäljen läpi.Valitsitpa minkä tahansa menetelmän, on tärkeää varmistaa, että laskelmasi ovat tarkkoja, jotta vältyt ongelmilta seuraavien vaiheiden aikana  PCB-juotosprosessi.

    Kuinka laskea kuparijäljen resistanssi

    Jos työskentelet piirilevyn kanssa, jossa on kuparijälki, sinun on osattava laskea jäljen vastus. Tämä on tärkeää kahdesta syystä:

    1.Sinun on tiedettävä resistanssi, jotta voit määrittää jäljen tehohäviön.

    2.Jäljen resistanssi määrittää enimmäisvirran, jonka jälki voi kuljettaa.

    Kuparijohdon resistanssiin vaikuttavat kaksi päätekijää: paksuus ja leveys. Mitä paksumpi jälki on, sitä pienempi on vastus. Mitä leveämpi jälki, sitä pienempi vastus.

    Kuparijohdon resistanssin laskemiseksi sinun on tiedettävä seuraavat parametrit:
    Jäljen leveys (W): Tämä on jäljen johtavan osan leveys (lukuun ottamatta juotosmaskia tai muuta dielektristä materiaalia).

    Jäljen paksuus

    Jäljen paksuus (t): Tämä on jäljen johtavan osan paksuus (lukuun ottamatta juotosmaskia tai muuta dielektristä materiaalia).

    Kuparin ominaisvastus (ρ): Tämä on kuparin ominaisuus, joka vaikuttaa sen kykyyn johtaa sähkövirtaa. Tarkoituksenamme on käyttää arvoa 1,68 x 10-6 Ω-m.
    Nyt kun meillä on kaikki parametrit, voimme liittää ne yhtälöömme:
    R = ρ - l/A
    missä:
    R = resistanssi (Ω)
    ρ = resistiivisyys (Ω-m)

    Kuparin painon, kuparijäljen leveyden ja virransietokyvyn välinen suhde

    Kuparijäljen leveys vaikuttaa myös sen resistanssiin. Leveämmillä johtimilla on pienempi vastus kuin kapeammilla, joten ne voivat kuljettaa enemmän virtaa.

    Kuparijäljet ovat kääntäen verrannollisia niiden leveyteen sen virran määrän suhteen, jonka ne voivat kuljettaa. Vaihtoehtoisesti, kun jäljen leveys kasvaa, sen kuljettama virta pienenee. Perussyy tähän on se, että kuparijäljen resistanssi vaikuttaa suoraan kuparijäljen leveyteen.

    Kuparijäljen leveydellä on tärkeä merkitys sen kannalta, kuinka paljon sähkövirtaa niiden läpi voi kulkea. Koska kuparin paino kasvaa, jäljen poikkipinta-ala kasvaa. Koska jäljen poikkipinta-ala on nyt suurempi, se pystyy kuljettamaan suurempaa virtaa ilman, että vastus kasvaa.

    Ota huomioon sekä kuparin paino että jäljen läpi kulkevan virran määrä, kun valitset kuparijäljen leveyttä. Riittävästi virtaa kuljettavan piirilevyn valmistaminen edellyttää kaikkien näiden seikkojen pitämistä mielessä.

    Tyypillisesti mitä leveämpi kuparijohto on, sitä enemmän sähköä se pystyy kuljettamaan. Esimerkiksi 18 AWG (0,8 mm2) kuparijohto voi kuljettaa jopa 24 ampeeria, kun taas 16 AWG (1,3 mm2) kuparijohto voi kuljettaa jopa 40 ampeeria.

    Kuparijäljen tekijöiden yksityiskohtainen tarkastelu

    Kuparijäljen tekijöiden yksityiskohtainen tarkastelu

    Kuparin jäljittämisessä on otettava huomioon muutamia asioita. Jäljen leveys, paksuus ja jälkien välinen etäisyys ovat kaikki tärkeitä. 

    Impedanssin säätö on olennaista kuparijohdossa, koska se määrittää sähkövirran kulkureitin. Kokonaisimpedanssi perustuu useisiin seikkoihin, kuten jäljen leveyteen ja jäljen ja substraatin välisen johtavan kerroksen leveyteen.

    Impedanssin säätöön on olemassa erilaisia menetelmiä:

    ● Siihen kuuluu jäljityksen ja maatason välisen tilan lisääminen. Jäljen impedanssi kasvaa tämän seurauksena.
    ● Käytä erilaista dielektristä materiaalia. Vaihtoehto johtimen resistanssin lisäämiseksi on käyttää materiaaleja, joiden dielektrisyysvakio on suurempi.

    Valmistuksen vähimmäisvaatimukset

    Kuparijäljitettävien tuotteiden valmistuksen vähimmäisvaatimuksia tarkasteltaessa on otettava huomioon useita seikkoja.
    ● Ensimmäinen huomioon otettava tekijä on kuparin syvyys. Tämä määrittelee käytettävän enimmäisleveyden sekä rivien välisen etäisyyden.
    ● Toinen huomioon otettava tekijä on ihanteellinen virrantiheys. Tämän vuoksi määritetään minimileveys ja -väli, joita voidaan käyttää.
    ● Kaiverrus on prosessin kolmas ja viimeinen vaihe. Tämän vuoksi määritetään vähimmäisleveys ja -väli, jota voidaan käyttää.
    ●Loppujen lopuksi jäljen leveyden on oltava suurempi kuin pienin leveys, jota voidaan käyttää.

    Lämpötilan säätö

    Kun kuparijäljen lämpötilaa halutaan pitää sopivana, on pidettävä mielessä useita tärkeitä tekijöitä. Ensimmäinen huomioon otettava tekijä on se, kuinka paksu kuparijälki on. paksummat kuparijäljet pystyvät haihduttamaan suuremman määrän lämpöä. Toinen asia, joka sinun on otettava huomioon, on jäljen leveys. Suuremmalla jäljellä on suurempi pinta-ala, ja näin ollen se pystyy poistamaan enemmän lämpöä järjestelmästä.

    Seuraavat tekijät on otettava huomioon: Jäljen kulkeman matkan kokonaispituus.

    ● Mitä pidempi jälki on, sitä suurempi vastus sillä on ja sitä enemmän lämpöä se tuottaa.

    ● Jäljen pituutta määritettäessä on otettava huomioon, kuinka paljon virtaa jäljen on kuljetettava.

    ● Sinun on ajateltava ilmapiiriä, jossa jälki toimii. Jos se on ilmakehässä, jossa on korkeita lämpötiloja, sinun on oltava varma, että kupari kestää tällaiset lämpötilat ilman, että se epämuodostuu tai liukenee. Tämä on erityisen tärkeää, jos ilmasto on hyvin kuuma.

    Miten kuparijälki auttaa PCB: n lämpöhallintaa yksityiskohtaisesti

    Kun elektroniikkalaitteet ovat yhä pienempiä ja tehokkaampia, tehokkaiden lämmönhallintaratkaisujen tarve kasvaa. Yksi tapa auttaa hallitsemaan elektroniikan tuottamaa lämpöä on käyttää kuparijälkiä piirilevyissä.

    Kupari johtaa erinomaisesti lämpöä

    ● Kupari on erinomainen lämmönjohdin, joten sen käyttäminen jälkiin auttaa haihduttamaan lämpöä pois herkistä komponenteista ja ympäröivään ilmaan.

    ● Laajemmalla kuparijäljellä on suurempi pinta-ala kosketuksissa komponenttien kanssa, ja sen seurauksena se pystyy johtamaan enemmän lämpöä pois näistä komponenteista. Kuparijohdon paksuus on toinen huomioon otettava tekijä, kun on kyse siitä, kuinka tehokkaasti se pystyy siirtämään lämpöä pois komponenteista. Kun jälki on paksumpi, se vastustaa lämpövirtaa voimakkaammin ja pystyy siirtämään lämpöä poispäin komponenteista tehokkaammin.

    ● Maatasoa käytetään usein PCB Valmistaja auttaa levyä käsittelemään lämpöä paremmin. Pohjatason suuri pinta-ala helpottaa järjestelmän osien lämmön poistumista ympäröivään ilmaan. Pitämällä elektroniset osat viileämmässä lämpötilassa elektroniikka voi toimia paremmin.

    On muutamia asioita, jotka on pidettävä mielessä, kun käytetään kuparijälkiä lämmönhallintaan.

    1.Ensinnäkin jäljen leveyden on oltava sopiva sen kuljettamaan virran määrään nähden.

    2.Toiseksi kuparin paksuuden on oltava riittävä käsittelemään syntyvän lämmön määrää.

    3.Kolmanneksi, jälkien asettelu on suunniteltava lämmönhallinta huomioon ottaen. Voit esimerkiksi haluta laittaa leveämpiä jälkiä alueille, joissa lämpöä syntyy enemmän, tai laittaa läpivientejä (reikiä, jotka yhdistävät piirilevyn eri kerroksia) lähelle kuumia kohtia, jotta lämpö saadaan johdettua pois.

    Kuparijäljen käyttäminen on tehokas tapa auttaa hallitsemaan elektroniikan tuottamaa lämpöä. Pidä mielessäsi muutama tärkeä seikka, kun käytät sitä, ja voit pidentää laitteidesi käyttöikää ja estää ylikuumenemisongelmat.

    Päätelmä

    Kuparijäljet, jotka ovat tärkeitä elektronisten laitteiden suorituskyvyn kannalta, mutta joita ei ole mietitty hyvin tai tehty oikein, on tehtävä. Sähkökomponenteissa on aina oltava jälkiä, ja parhaat jäljet on valmistettu kuparista.

    kuparijälki minimoi särön ja alentaa samalla impedanssia. Tämä tavoite saavutetaan tästä johtuvalla resistanssin pienenemisellä. Aina kun sinulla on kysyttävää tai huolta jostakin asiasta, älä koskaan epäröi puhua asiasta pätevien ammattilaisten kanssa.

    FAQ

    Piirilevyllä kuparijälki on ohuita kanavia, jotka ovat tunnettuja niiden tarjoamasta johtavuudesta.Kuparijälki on tärkeää painetun piirilevyn eri osien yhdistämiseksi, koska ne johtavat sähköä. Kuparijäljen luomiseksi kuparifolio liimataan alustaan. Kuparifolio voidaan joko syövyttää tai porata halutun jäljityskuvion luomiseksi.
    Ammattilaiset haluavat tutkia kuparijäljen paksuutta koko PCB-suunnitteluprosessin ajan. Jäljen leveys määrittää sen läpi kulkevan virran määrän, ja jäljen paksuus vaikuttaa siihen, kuinka paljon lämpöä jälki voi haihduttaa. Yleisin menetelmä on käyttää IPC-2221-kaavaa, jossa otetaan huomioon jäljen leveys, sallittu virrantiheys ja haluttu lämpövastus. Toinen suosittu menetelmä on käyttää T-Spice-nimistä työkalua, jonka avulla voit syöttää erilaisia parametreja, kuten kuparin paksuuden, piirilevyn koon ja jäljen leveyden. T-Spice antaa sitten tuloksena luvun, joka edustaa suurinta virtaa, joka voi kulkea jäljen läpi.
    Jos työskentelet piirilevyn kanssa, jossa on kuparijälki, sinun on osattava laskea jäljen vastus. Tämä on tärkeää kahdesta syystä: Sinun on tiedettävä vastus, jotta voit määrittää jäljen tehohäviön. 2.Jäljen resistanssi määrittää maksimivirran, jota jälki voi kuljettaa.

    Aiheeseen liittyvät viestit

    Introduction to DIP Package : Understanding the Basics

    Introduction to DIP Package : Understanding the Basics

    DIP package (Dual Inline Package) is a type of electronic component packaging used for integrated circuits (ICs), such as microcontrollers, memory chips, and operational amplifiers, ...
    Introduction to Through Hole Technology

    Introduction to Through Hole Technology – THT in Electronics Assembly

    Through-Hole Technology is another type of component assembly technique. Its name comes from its working principle: the leads of the components pass through holes drilled ...
    How to use PCB copper foil in electronic manufacturing?

    How to use PCB copper foil in electronic manufacturing?

    PCB copper foil stands as the backbone of modern electronics, quietly but indispensably enabling the functionality of myriad devices. Comprising thin, flat sheets of copper, ...
    Exploring PCB annular ring : function, composition, and process

    Exploring PCB annular ring : function, composition, and process

    PCB annular rings are crucial for ensuring reliable solder joints, stable component mounting, and proper signal transmission or power delivery on the PCB. In this ...
    PCB Manufacturing Process

    What is the PCB Manufacturing Process ?

    Printed Circuit Boards (PCBs) are the backbone of modern electronics, serving as the foundation upon which electronic components are mounted and interconnected. The PCB manufacturing ...
    Pyydä tarjous

    Jätä kommentti

    Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

    fiFinnish
    Vieritä alkuun