Tabelle der Mindestgrößen für die Produktion
|
Kupfergewicht
|
0.5oz
|
1oz
|
2oz
|
3oz
|
4oz oder höher
|
Äußere Schichten
|
Minimale Trace-Breite
|
3mil
|
4mil
|
5mil
|
6mil
|
RFQ
|
Minimaler Trace-Abstand
|
4mil
|
5mil
|
7mil
|
10mil
|
RFQ
|
Über Löcher zu anderen Kupferfeatuer
|
7mil
|
9mil
|
12mil
|
16mil
|
RFQ
|
Innere Schichten
|
Minimale Trace-Breite
|
3mil
|
3.5mil
|
5mil
|
6mil
|
RFQ
|
Minimaler Trace-Abstand
|
3mil
|
4mil
|
6mil
|
9mil
|
RFQ
|
Über Löcher zu anderen Kupferfeatuer
|
7mil
|
8mil
|
11mil
|
15mil
|
RFQ
|
Anmerkungen:
Die Formel zur Berechnung des zulässigen Stroms durch eine Ablaufverfolgung ist im IPC-2221-Standardabschnitt 6.2 wie unten gezeigt veröffentlicht.
Wo I Strom ist, ist k eine Konstante, ΔT ist Temperaturanstieg und A ist die Querschnittsfläche der Spur.
Die Spurenbreite kann dann berechnet werden, indem diese Formel neu angeordnet wird, um die Querschnittsfläche zu bestimmen, durch die unser gewünschter Strom sicher fließen kann.
Fläche [mils ^ 2] = (Strom [Ampere] / (k * (Temp_Rise [Grad C]) ^ 0,44)) ^ (1 / 0,725)
Dann wird die Breite aus der Querschnittsfläche für eine gewählte Dicke berechnet:
Breite [mils] = Fläche [mils ^ 2] / (Dicke [oz] * 1,378 [mils / oz])
Gemäß IPC-2221 für interne Schichten k = 0,024 und für externe Schichten: k = 0,048
Haftungsausschluss:
Diese Berechnungen entsprechen dem Industriestandard und werden als korrekt angesehen, jedoch nicht garantiert. Möglicherweise nicht für alle Designs geeignet.
Häufig gestellte Fragen zum Trace Width Calculator
F: Gibt es eine Grenze für die Strommenge, für die dieses Werkzeug eine Breite berechnen kann?
A: Ja. Die IPC-2221-Daten, aus denen diese Formeln abgeleitet werden, umfassen
nur bis zu 35 Ampere, eine Spurenbreite von bis zu 400 mil, einen zulässigen
Temperaturanstieg von 10 auf 100 Grad Celsius und Kupfer von 0,5 bis 3 Unzen pro
Quadratfuß. Wenn dieser Rechner außerhalb dieser Bereiche verwendet wird, wird
er extrapoliert, wodurch er bei höheren Strömen ungenauer wird.
F: Instinktiv würde ich vorhersagen, dass die internen Trace-Breiten geringer
sein müssen als die externen Traces, da die externen Trace-Bänder von der
Platine abplatzen können, wenn sie zu heiß sind. Ihr Rechner liefert das
gegenteilige Ergebnis. Warum?
A: Externe Schichten haben eine bessere Wärmeübertragung als interne Schichten,
da Luft aufgrund von Konvektion Wärme abführt, während das interne Dielektrikum
ebenfalls keine Wärme leitet. Da das Ziel des Trace Width Calculator darin
besteht, einen übermäßigen Temperaturanstieg der Traces zu verhindern, werden
die internen Traces breiter, da sie mehr Wärme speichern. Bei einem Stromkreis
im Vakuum oder in einer Topfbaugruppe haben externe Schichten nicht den Vorteil
der Wärmekonvektion in der Luft. Daher sollten Sie die interne Leiterbahnbreite
für alle Leiterbahnen verwenden.
F: Was bedeutet Temperaturanstieg in diesem Zusammenhang?
A: Der Temperaturanstieg ist die Differenz zwischen der maximalen sicheren
Betriebstemperatur Ihres Leiterplattenmaterials und der typischen
Betriebstemperatur Ihrer Leiterplatte. Ein höherer Stromfluss erhöht die
Temperatur der Kupferspuren. Daher ist der Temperaturanstieg ein
Auslegungsparameter für die Menge an zusätzlicher Wärme, für die Sie auslegen
möchten. Basierend auf dieser Grenze wählt die Formel eine Breite, um darin zu
bleiben. Zehn Grad sind für die meisten Anwendungen eine sichere Faustregel.
Wenn Sie die Leiterbahnbreite reduzieren müssen, können Sie diesen Wert erhöhen,
wenn Ihr Leiterplattenmaterial und Ihre Betriebstemperatur dies zulassen.
F: In einigen Fällen werden thermische Entlastungsleitungen, die als
"Wagenräder" oder "Speichen" bezeichnet werden, verwendet, wenn ein Pad zum
leichteren Löten an eine große Kupferfläche angeschlossen wird. Ich habe den
Trace-Breitenrechner verwendet und die für diese Speichen angegebene Breite ist
so breit, dass die Verwendung unpraktisch ist. Wie soll ich diese berechnen?
A: Thermische Entlastungsspeichen sind normalerweise sehr kurz. Die Formel, auf
der dieser Rechner basiert, wurde empirisch für relativ lange
Übertragungsleitungen bestimmt. Der Zweck dieses Rechners besteht darin, zu
verhindern, dass sich Spuren überhitzen. Wenn diese Speichen angeschlossen sind,
um Wärme abzuleiten, müssen sie nicht so breit sein, wie dieses Werkzeug
vorhersagt. Bitte konsultieren Sie andere PCB-Design-Ressourcen für dieses
Problem.
F: Welche Maßeinheit ist Mils?
A: Eine Mil ist ein Tausendstel (1/1000) Zoll. Sein Name leitet sich von der
lateinischen Mille ab und bedeutet tausend. In der Elektronik wird mil häufig
verwendet, in anderen Disziplinen kann es jedoch als du und mil als Millimeter
bezeichnet werden.
Das Folgende ist die Formel für die Resistenz einer Spur:
Widerstand = Widerstand * Länge / Fläche * (1 + (Temp_Co * (Temp - 25))
Wobei Fläche = Dicke * Breite
Eine Kupferdicke von 1 oz / ft ^ 2 = 0,0035 cm
Kupferwiderstand = 1,7E-6 Ohm-cm
Copper Temp_Co = 3,9E-3 Ohm / Ohm / C.
Spannungsabfall ist Strom * Widerstand
Leistungsverlust ist Strom ^ 2 * Widerstand