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Alto espesor de cobre de la PCB: ¿Cuáles son los peligros?

Tenemos que llevar a altas corrientes en un PCB (~30Amps sostenido), por lo que es probable que el fin de nuestro Pcb con alto espesor de cobre. Hasta ahora sólo hemos utilizado 35 micras en nuestros diseños, por lo que "de alto espesor" para nosotros significa, 70 o 105.

No sabemos lo que son las cosas a mirar hacia fuera para, con un espesor de cobre. Agradeceríamos cualquier tipo de experiencias. Dado que este es un muy amplio tema, voy a seguir adelante y hacer preguntas específicas:

1 - parece que mucha de la fabricación de casas, 105 micras es tan alto como se presenta. Es eso correcto o son de mayor espesor posible?

2 - ¿el cobre en el interior de las capas de ser tan grueso como el cobre en la parte superior y la parte inferior de la junta?

3 - Si estoy empujando la corriente a través de varias capas del cartón, es necesario o preferible (o incluso posible?) para distribuir la corriente tan iguales como sea posible a lo largo de las capas?

4 - Sobre el IPC reglas con respecto a la traza de anchos: ¿a cabo en la vida real? Para 30 Amperios y un 10 grados de aumento de temperatura, si estoy leyendo los gráficos correctamente, necesito unos 11mms de la traza de ancho en la parte superior o inferior de la capa.

5 - Cuando la conexión de múltiples capas de alta trazas actuales, ¿cuál es la mejor práctica: la Colocación de una matriz o cuadrícula de vias cerca de la fuente de corriente, o la colocación de las vías en todo el alto de seguimiento actual?

15voto

John Christman Puntos 188

Estoy tarde para el juego, pero voy a darle un tiro:

1 - parece que mucha de la fabricación de casas, 105 micras es tan alto como se presenta. Es eso correcto o son de mayor espesor posible?

Algunos fab tiendas de la placa hasta las capas internas. La desventaja es generalmente mayor tolerancia en el grosor total de la junta, por ejemplo, el 20% en lugar del 10%, el costo más alto, y más tarde de las fechas de envío.

2 - ¿el cobre en el interior de las capas de ser tan grueso como el cobre en la parte superior y la parte inferior de la junta?

Sí, a pesar de las capas internas no se disipan el calor tan bien como capas exteriores, y si usted está utilizando el control de la impedancia, que son más propensos a ser striplines de microstrips (es decir, con dos planos de referencia en lugar de uno). Striplines son más difíciles de obtener un objetivo de impedancia; microstrips en las capas exteriores sólo puede ser plateado hasta la impedancia está lo suficientemente cerca, pero usted no puede hacer eso con capas internas después de que las capas son laminadas juntas.

3 - Si estoy empujando la corriente a través de varias capas del cartón, es necesario o preferible (o incluso posible?) para distribuir la corriente tan iguales como sea posible a lo largo de las capas?

Sí, es preferido, pero también es difícil. Normalmente, esto sólo se hace con los planos de tierra, por medio de costuras de las vias, y ordenando que los agujeros y las vias de conectar a todos los planos de la misma red.

4 - Sobre el IPC reglas con respecto a la traza de anchos: ¿a cabo en la vida real? Para 30 Amperios y un 10 grados de aumento de temperatura, si estoy leyendo los gráficos correctamente, necesito unos 11mms de la traza de ancho en la parte superior o inferior de la capa.

El nuevo IPC estándar de capacidad de corriente (IPC-2152) se conserva bien en la vida real. Sin embargo, nunca olvides que la norma no tiene en cuenta cercanos huellas también la generación de cantidades comparables de calor. Por último, asegúrese de comprobar las caídas de voltaje en sus huellas para asegurarse de que son aceptables.

También, la norma no tiene en cuenta el aumento de la resistencia debido al efecto de piel de alta frecuencia (por ejemplo, alimentación de conmutación de bucle) de los circuitos. Profundidad de piel de 1 MHz es de aproximadamente el grosor de 2 oz. (70 µm) de cobre. 10 MHz es de menos de 1/2 oz. de cobre. Ambos lados de la de cobre se utiliza sólo si el retorno de las corrientes fluyen en forma de capas paralelas a ambos lados de la capa en cuestión, que no suele ser el caso. En otras palabras, la actual prefiere el lado hacia el camino de la correspondiente corriente de retorno (generalmente un plano de tierra).

5 - Cuando la conexión de múltiples capas de alta trazas actuales, ¿cuál es la mejor práctica: la Colocación de una matriz o cuadrícula de vias cerca de la fuente de corriente, o la colocación de las vías en todo el alto de seguimiento actual?

Lo mejor (y generalmente más fácil desde un punto de vista práctico) para difundir las costuras de las vias. También, hay una cosa importante a tener en cuenta: la inductancia mutua. Si coloca las vias que llevan la corriente que fluye en la misma dirección demasiado cerca el uno del otro, no va a ser la inductancia mutua entre ellos, el aumento de la inductancia total de las vias (posiblemente hacer una cuadrícula de 4x4 de vias parecer un 2x2 o 1x2 en la disociación de condensador de frecuencias). La regla de oro es mantener estas vias al menos un espesor de la junta (más fácil) o, al menos, el doble de la distancia entre los planos de las vias son de conexión (más de matemáticas).

Por último, siempre es prudente mantener el consejo de la capa de stackup simétrica para evitar la deformación de la junta. Algunos fab tiendas pueden estar dispuestos a ir al esfuerzo extra para luchar contra la deformación de una relación asimétrica de stackup, generalmente por el aumento de los tiempos de entrega y coste, ya que ellos tienen que tomar un par de intentos para obtener el derecho para su stackup.

8voto

JFW Puntos 168

Si sólo fracción de rastros necesita 30A, todavía sugiero para la soldadura de alambre de cobre sobre el rastro. Incluso puede ser más barato para fabricar, como no está utilizando cualquier material 'raro' (como 100\ $\mu\$ Cu). alambre de cobre 2mm\$^2\$ es suciedad barata y mucho más robusta que delgado rastro de PCB.

¿Esto es DC actual? Con corriente alterna puede estar limitado por el efecto de piel.

6voto

lillq Puntos 4161

Creo 105\$\mu\$ es la más gruesa de lo que puedes conseguir, pero yo no veo ninguna razón por qué usted no podría conseguir en el interior de las capas. Un PCB es sólo un stackup de epoxi, de cobre y de fibra de vidrio. Usted puede jugar con el grosor de la voluntad. Más gruesas capas internas no será tan eficiente, por supuesto, ya que no puede dar su calor con el medio ambiente fácilmente; el epoxy es un pobre conductor térmico.
Tuvimos un diseño que exigió 16A a lo largo de varios rastros, y terminó con 4 mm de huellas superior e inferior, y el gran diámetro de las vias en ellos desde el principio hasta el final. No interior las huellas, no recuerdo espesor de cobre.

4voto

Jeremy Ruten Puntos 59989

Creo que el #1 inesperado gotcha puede ser: El PCB fab gente de marketing, anuncian que puede fab muy apretado de seguimiento/anchura de separación, y también anuncian que no puede 35, 71 y 105 um de espesor de cobre (comúnmente llamados 1, 2, y 3 onzas de cobre), pero no puede hacer ambas cosas en la misma placa. Si desea más grueso de cobre, debe de espacio huellas más aparte de usted puede ser utilizada en más típico de la Pcb.

  1. Usted siempre puede llamar a un PCB fab y preguntar si se puede manejar más grueso de cobre. Pero asegúrese de preguntar cuánto costará. Incluso si ellos pueden hacer más grueso de cobre, usted no quiere pagar el costo del sumador.

  2. El cobre en el 2 capas exteriores siempre es más gruesa que la de las capas internas. PCB fab suelen comprar "en blanco" de cobre-revestido de placas con 17.5 um o 35 um de espesor, etch ellos y añadir separadores entre ellos y la cola, por lo que el espesor de cada capa interna. Luego se perforan los agujeros y tirar el PCB en el baño de chapado, la cual crece una capa de cobre en cada agujero y en las capas exteriores. El resultado es que todas las capas internas tienen el mismo grosor, y ambas capas exteriores tienen el mismo grosor, más gruesa que la de las capas internas.

  3. Al empujar las altas corrientes, normalmente cortas y anchas que las trazas de reducir la resistencia y por lo tanto el I2R calor generado en los rastros. Si usted tiene 2 desiguales trazas en diferentes capas "en paralelo", la reducción de la anchura de cualquier parte de cualquier traza aumenta la resistencia y por lo tanto el I2R calor generado, hacer las cosas peor, no importa si usted hace la junta más equilibrado mediante la reducción de la anchura de la más amplia rastro o más desequilibrado por la reducción de la anchura de la más estrecho seguimiento.

5 - Cuando la conexión de múltiples capas de alta trazas actuales, ¿cuál es la mejor práctica: la Colocación de una matriz o cuadrícula de vias cerca de la fuente de corriente, o la colocación de las vías en todo el alto de seguimiento actual?

Sospecho que la colocación de la matriz de cerca de la fuente de corriente dará una neta más baja resistencia.

"Hay problemas de tener asimétrica de cobre pesos? E. g. 35 um capa de 1-4 y 70 um capa de 5 y 6?"

A principios de PCB fab tenido problemas a menos que las capas fueron "equilibrado". Mi entendimiento es que la PCB fab ya no tienen esos problemas, para que la gente, en principio, podría hacer desequilibrada PCB. Pero la mayoría de la gente no se moleste-el estándar delgadas capas internas, de espesor-externo-capas, con 2 diferentes espesores, muchas veces es suficiente para la mayoría de las placas.

0voto

La mejor fuente para muchas de estas preguntas es el PCB proveedor que usted ha seleccionado. Placa diferentes proveedores de excel en diferentes tipos de tableros: algunos son grandes a alta velocidad, tolerancias; otros son buenos para aplicaciones de alta potencia. La mayoría va a hacer casi cualquier cosa que usted pide, pero no puede ser una prima en el precio.

No se menciona si la corriente de alta será en alta tensión. Si es así, entonces usted tendrá otras líneas de fuga y/o remoción de los requisitos a cumplir para pasar requerimientos de seguridad de productos.

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