资料介绍
简介:
使用FR4敷铜板PCBA上各个器件之间的电气连接是通过其各层敷着的铜箔走线和过孔来实现的。
由于不同产品、不同模块电流大小不同,为实现各个功能,设计人员需要知道所设计的走线和过孔能否承载相应的电流,以实现产品的功能,防止过流时产品烧毁。
文中介绍设计和测试FR4敷铜板上走线和过孔的电流承载能力的方案和测试结果,其测试结果可以为设计人员在今后的设计中提供一定的借鉴,使PCB设计更合理、更符合电流要求。
1、引言
现阶段印制电路板(PCB)的主要材料是FR4的敷铜板,铜纯度不低99.8%的铜箔实现着各个元器件之间平面上的电气连接,镀通孔(即VIA)实现着相同信号铜箔之间空间上的电气连接。
但是对于如何来设计铜箔的宽度,如何来定义VIA的孔径,我们一直凭经验来设计。
为了使layout设计更合理和满足需求,对不同线径的铜箔进行了电流承载能力的测试,用测试结果作为设计的参考。
2、影响电流承载能力因素分析
产品PCBA不同的模块功能,其电流大小也不同,那么我们需要考虑起到桥梁作用的走线能否承载通过的电流。
决定电流承载能力的因素主要有:铜箔厚度、走线宽度、温升、镀通孔孔径。在实际设计中,还需要考虑产品使用环境、PCB制造工艺、板材质量等。
2.1 铜箔厚度
在产品开发初期,根据产品成本以及在该产品上的电流状态,定义PCB的铜箔厚度。
一般对于没有大电流的产品,可以选择表(内)层约17.5μm厚度的铜箔;如果产品有部分大电流,板大小足够,可以选择表(内)层约35μm厚度的铜箔;如果产品大部分信号都为大电流,那么必须选(内)层约70μm厚度的铜箔。
对于两层以上的PCB,如果表层和内层铜箔使用相同厚度,相同线径走线的承载电流能力,表层大于内层。
以PCB内外层均使用35μm铜箔为例:内层线路蚀刻完毕后便进行层压,所以内层铜箔厚度是35μm。外层线路蚀刻完毕后需要进行钻孔,由于钻孔后孔不具有电气连接性能,需要进行化学镀铜,此过程是全板镀铜,所以表层铜箔会镀上一定厚度的铜,一般约25μm~35μm之间,因此外层实际铜箔厚度约为52.5μm~70μm。敷铜板供应商的能力不同,铜箔均匀度会有不同,但差异不大,所以对载流的影响可以忽略。
2.2 走线宽度
产品在铜箔厚度选定后,走线宽度便成为载流能力的决定性因素。
走线宽度的设计值和蚀刻后的实际值有一定的偏差,一般允许偏差为 10μm/-60μm。由于走线是蚀刻成型,在走线转角处会有药水残留,所以走线转角处一般会成为最薄弱的地方。
这样,在计算有转角走线的载流值时,应将在直线走线上测得的载流值基础上,乘以(W-0.06)/W(W为走线线宽,单位为mm)。
2.3 温升
PCB的走线上通过持续电流后会使该走线发热,从而引起持续温升,当温度升高到基材TG温度或高于TG温度,那么可能引起基材起翘、鼓泡等变形,从而影响走线铜箔与基材的结合力,走线翘曲形变导致断裂。
PCB的走线上通过瞬态大电流后,会使铜箔走线最薄弱的地方短时间来不及向环境传热,近似绝热系统,温度急剧升高,达到铜的熔点温度,将铜线烧毁。
2.4 镀通孔孔径
镀通孔通过电镀在过孔孔壁上的铜来实现不同层之间的电气连接,由于为整板镀铜,所以对于各个孔径的镀通孔,孔壁铜厚均相同。
孔的载流能力取决于铜壁周长。
3、测试PCB设计
现阶段使用TG温度分别是>135℃和>150℃的基材,由于考虑到ROHS对无铅的要求,PCB将逐步切换为无铅,那么必须选择TG温度>150℃的基材。所以此次测试板基材选择Shengyi S1000。
测试板PCB大小采用宽164mm、长273.3mm。测试板PCB分三组。
3.1 第一组:
外层铜箔17.5μm,内层铜箔35μm,第一组测试板PCB使用外层17.5μm基铜,内层35μm基铜。
外层线径分别是:0.125mm0.16mm,0.2mm,0.25mm,0.3mm,0.4mm,0.5mm,0.6mm,0.7mm,0.8 mm,0.9mm,1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm,2.4mm,2.8mm,3.0mm,3.5mm,4.0mm,4.5mm,5.0mm,5.5mm,6.0mm,6.5mm,7.0mm,7.5mm,8.0mm。每种线径两个样品。
内层线径分别是:0.125mm,0.16mm,0.2mm,0.25mm,0.3mm,0.4mm,0.5mm,0.6mm,0.7mm,0.8 mm,0.9mm,1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm,2.4mm,2.8mm,3.0mm,3.5mm,4.0mm,4.5mm,5.0mm,5.5mm,6.0mm,6.5mm,7.0mm,7.5mm,8.0mm。每种线径两个样品。
镀通孔孔径分别是:0.15mm,0.25mm,0.3mm,0.5mm,0.7mm。每种孔径两个样品。
3.2 第二组:
下载该资料的人也在下载
下载该资料的人还在阅读
更多 >
- 构建3.3-3.8GHz 802.16a WiMAX LNA关于FR4材料 0次下载
- 线路测试解决方案浅谈资料下载 8次下载
- 如何设计PCB电路板过孔资料下载 18次下载
- 讲讲多层PCB设计的重要组成部分之一过孔资料下载 4次下载
- 为什么PCB要把过孔堵上?资料下载 7次下载
- PCB知识:如何使用过孔资料下载 9次下载
- 实例分析:高速差分过孔之间的串扰资料下载 11次下载
- PCB设计时电源通道处过孔怎么打?资料下载 10次下载
- 电解电容纹波电流及频率测试方法资料下载 38次下载
- MSP430FR5739 实现应用至物联网的连接资料下载 9次下载
- 多层PCB的过孔问题:综合设计与生产资料下载 13次下载
- 电路板设计中的过孔开窗和过孔盖油资料下载 23次下载
- 过孔与电流的关系 81次下载
- pcb过孔电流计算器的免费下载及使用说明 176次下载
- 计算FR4上的差分阻抗(PDF) 0次下载
- 为什么FR4的介电常数DK值为4.2-4.8之间? 1947次阅读
- PCB承载大电流的操作方法和注意事项 1289次阅读
- 400G QSFP-DD FR4光模块的研究 878次阅读
- pcb过孔设计中设计电路时对过孔的处理原则 过孔阻抗设计要匹配生产能力 6472次阅读
- 如何提高覆铜板绝缘层的CTI值 4050次阅读
- 环氧玻璃纤维布覆铜板的特点应用范围介绍 6495次阅读
- 电路板的材质类型及覆铜板的种类介绍 8369次阅读
- PCB电路板线宽和孔径要求及过孔对散热造成什么影响 1.2w次阅读
- 在PCB板上线宽及过孔的大小与所通过的电流大小的关系是怎样的? 2w次阅读
- 过孔开小窗、开窗型过孔、闭塞过孔、填充孔设计的CAD详解 5521次阅读
- 万用板和覆铜板有什么区别 4.6w次阅读
- 覆铜板是什么_覆铜板的分类总结 2.3w次阅读
- fr9886中文资料汇总(fr9886引脚图及功能_工作原理及应用电路) 4.1w次阅读
- 覆铜板生产厂家排名_覆铜板概念股一览 6.9w次阅读
- 覆铜板是什么_覆铜板怎么用 4.3w次阅读
下载排行
本周
- 1电子电路原理第七版PDF电子教材免费下载
- 0.00 MB | 1491次下载 | 免费
- 2单片机典型实例介绍
- 18.19 MB | 95次下载 | 1 积分
- 3S7-200PLC编程实例详细资料
- 1.17 MB | 27次下载 | 1 积分
- 4笔记本电脑主板的元件识别和讲解说明
- 4.28 MB | 18次下载 | 4 积分
- 5开关电源原理及各功能电路详解
- 0.38 MB | 11次下载 | 免费
- 6100W短波放大电路图
- 0.05 MB | 4次下载 | 3 积分
- 7基于单片机和 SG3525的程控开关电源设计
- 0.23 MB | 4次下载 | 免费
- 8基于AT89C2051/4051单片机编程器的实验
- 0.11 MB | 4次下载 | 免费
本月
- 1OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234313次下载 | 免费
- 2PADS 9.0 2009最新版 -下载
- 0.00 MB | 66304次下载 | 免费
- 3protel99下载protel99软件下载(中文版)
- 0.00 MB | 51209次下载 | 免费
- 4LabView 8.0 专业版下载 (3CD完整版)
- 0.00 MB | 51043次下载 | 免费
- 5555集成电路应用800例(新编版)
- 0.00 MB | 33562次下载 | 免费
- 6接口电路图大全
- 未知 | 30320次下载 | 免费
- 7Multisim 10下载Multisim 10 中文版
- 0.00 MB | 28588次下载 | 免费
- 8开关电源设计实例指南
- 未知 | 21539次下载 | 免费
总榜
- 1matlab软件下载入口
- 未知 | 935053次下载 | 免费
- 2protel99se软件下载(可英文版转中文版)
- 78.1 MB | 537793次下载 | 免费
- 3MATLAB 7.1 下载 (含软件介绍)
- 未知 | 420026次下载 | 免费
- 4OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234313次下载 | 免费
- 5Altium DXP2002下载入口
- 未知 | 233046次下载 | 免费
- 6电路仿真软件multisim 10.0免费下载
- 340992 | 191183次下载 | 免费
- 7十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
- 158M | 183277次下载 | 免费
- 8proe5.0野火版下载(中文版免费下载)
- 未知 | 138039次下载 | 免费
评论
查看更多