Circuitsporen Beheersen: De Definitieve Gids Voor PCB-ontwerp

PCB's zijn elektrische componenten die fungeren als bouwstenen in een elektrische schakeling en elektronische apparaten. Voorbeelden van PCB's kunnen zeer complexe high-speed printplaten, meervoudige borden, flexibele printplaten, enz. omvatten.

Dan hebben we een andere term verbonden met PCB's, namelijk een circuitspoor. PCB-sporen zijn systemen en vereisen daarom uiterste precisie en ontwerp om voldoende te functioneren, zoals we vandaag zullen zien.

Wat Is Een Circuitspoor?

Een circuitspoor is een netwerk van geleidende sporen zoals zekeringen, koperlagen, en isolatie die PCB-componenten elektrisch verbinden. Wanneer er een inconsistente printplaatspoor is, zal een elektronisch apparaat, met name zijn schakelingspad, mislukken.

Circuit elektrisch spoor

Verder zorgt het ervoor dat de elektrische stroomstroom weinig tot geen spoorweerstand heeft. Weerstand in sommige toepassingen resulteert vaak in warmteafgifte, waardoor componenten beschadigd worden. Wanneer er geen elektrische weerstand is, vindt warmtestroom plaats van gebieden met hogere temperatuur naar lagere temperatuurgebieden.

Circuitspoor Dikte

Heb je je ooit afgevraagd waarom een elektronisch ontwerper de dikte van circuitsporen zeer waardeert?

De spoordikte behoudt een PCB-balans, wat bijdraagt aan betere bordfunctionaliteit. Het niet in rekening brengen van de spoordikte kan sommige borduitdagingen met zich meebrengen.

Spoordikte verschilt met het type PCB-bord. Bijvoorbeeld, er is een meervoudige, dubbelzijdige, en eenzijdige printplaat. Bovendien hangt de dikte af van de PCB-versie in gebruik.

Tot slot hebben de meeste PCB's een bereik aan spoordikte beginnend bij 0,008 tot 0,240 inches.

Voorbeelden van spoordikte niveaus

PCB Spoorstroom/Capaciteit

Een gelijkstroom fungeert als de voedingsbron van PCB's. Met andere woorden, elektrische stroom vloeit door de bordbedrading en koperlaag terwijl elektronen direct naar de accu gaan. Circuit tracering verschilt van een spoorstroom in dat PCB-sporen tonen hoe geleiders en bedrading interacteren om stroom te produceren.

Dan, overweeg altijd een PCB-spoorstroom, want zonder het genereer je geen vermogen. Gebruik ook geleiders en isolatoren om specifieke elektrische stroom berekeningen te maken (gemeten in Ampères). Zorg er echter voor dat je de vereiste PCB-energie niet overschrijdt, want dit kan een kortsluiting veroorzaken.

Hoe PCB Spoorafstand Te Berekenen?

Het kennen van de PCB-spoorbreedte of afstandsparameter is cruciaal in het PCB-ontwerp. Zorg er bijvoorbeeld voor dat je voldoende spoorbreedte hebt om schade zoals oververhitting te voorkomen bij het overbrengen van een verwachte hoeveelheid stroom.

Typen Online Calculators

Over het algemeen hebben we twee online calculators die helpen de spoorbreedte te bepalen. Ze omvatten IPC 2221 en 2152, ontwikkeld door de Association of Connecting Electronics Industries (ACEI). Ze zijn de standaard calculators gebruikt in commerciële en industriële toepassingen.

Allereerst introduceerde de handelsvereniging de IPC 2221 calculator. Helaas ontbrak het diverse parameters zoals bordmateriaal en borddikte en was het daarom niet perfect voor spoorbreedteberekeningen.

Later, na verschillende studies en experimenten, lanceerde ACEI in 2009 een efficiëntere calculator, IPC 2152. Het had toegevoegde parameters zoals:

• verschillen tussen externe en interne sporen,
• vlaklocatie,
• heatsink,
• borddikte,
• werken met meervoudige PCB's.

De Spoorbreedte Berekenen

Ontkenbaar is het berekenen van PCB-breedtesporen niet makkelijk. Dus kun je een spoorbreedtetafel gebruiken om sneller te berekenen. Je kunt ook een online calculator gebruiken voor berekeningen.

IPC aanbevolen spoorbreedte voor 1 oz koper PCB en 10°C temperatuurstijging

Aspecten die je moet overwegen voor een nauwkeurige berekening zijn:

De maximum stroomlimiet die je PCB kan aan. Het limietaspect overweegt diverse factoren zoals de omgevingstemperatuur van het spoor, meting, spoortemperatuur, en spoordikte.

Dan, na het toevoegen van getallen aan je calculator, krijg je de resultaten. Normaal gesproken omvatten de spoorbreedtecijfers:

• spoorweerstand gemeten in ohms,
• spanningsval gemeten in volts,
• vermogensdissipatie in watts,
• breedte in amps, en
• spoortemperatuur gemeten in Celsius.

Later verzamel je de invoergegevens uit de PCB-datasheet of fysieke PCB. Omdat printplaten compact zijn, heb je misschien een lens nodig om de invoerinfo te krijgen.

De details staan op het schakelingsscherm. Dus je hoeft niet te gokken. Bovendien maakt de calculator geen berekeningen wanneer het onnauwkeurige metingen of getallen ontvangt.

Nu kun je de onderstaande formule gebruiken om je berekeningen te starten:

I=k×ΔT^0.44×A^0.725

Waarbij:

I = PCB-spoorstroom (altijd constant).

ΔT = temperatuurverandering.

A = Dwarsdoorsnede-oppervlakte van PCB-spoor.

Voor de breedte, eerst de dwarsdoorsnede-oppervlakte van de stroom verkrijgen die veilig kan doorlopen, dan gebruik de onderstaande formule:

Oppervlakte [mils²] = (Stroom / Temp_Rise [°C]) ^ 0.44) ^ (1/0.725)

Vervolgens vind je de PCB-spoordikte voor breedteberekening.

Breedte[mils] = Oppervlakte[mils²]/(Dikte[oz]*1.378[mils/oz])

Let Op:

Ontwerpers beschouwen de bovenstaande formule vaak als industriestandaard en dus nauwkeurig. Wees voorzichtig bij het uitvoeren van het project, aangezien de formules niet automatisch bij elk ontwerp passen.

Hoe PCB-spoor Te Knippen?

Je hebt een mes, PCB-schraper, freesgereedschap, en schroevendraaier nodig om een PCB-spoor te breken/knippen, mits ze een scherpe rand hebben.

(freesmachine)

Eerst, schraap of schraap het PCB-spoor zorgvuldig in een heen-en-weer-beweging.

Daarna verwijder je de dunne laag koperen sporen nauwkeurig en langzaam. Dit zorgt ervoor dat je geen schade aan de omringende sporen oplooft tijdens de taak. Ook kan de hoek van een schroevendraaier het spoor schrappen bij verticaal knippen.

Conclusie

Al met al, PCB's maken het grootste deel van ons array aan toepassingen in elektronica uit. Om die reden is het essentieel om te weten over printplaatsporen voor de levensduur van je PCB.

We hopen dat het bericht je heeft verlicht over circuit tracering. Voel je vrij om contact met ons op te nemen als je verduidelijkingen of vragen hebt.