Schaltungsverfolgung – Der ultimative Leitfaden

Leiterplatten sind elektrische Komponenten, die als Bausteine ​​in einem elektrischen Schaltkreis und in elektronischen Geräten fungieren. Einige Beispiele für PCBs können hochkomplexe Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten, flexible Leiterplatten usw. sein. 

Dann haben wir noch einen anderen Begriff, der mit Leiterplatten verknüpft ist, nämlich eine Leiterbahn. Leiterbahnen sind Systeme und benötigen daher äußerste Präzision und Design, um ausreichend zu funktionieren, wie wir im heutigen Artikel sehen werden.

Was ist Circuit Trace?

Eine Leiterbahn ist ein Netzwerk aus Leiterbahnen wie Sicherungen, Kupferschichten und Isolierungen, die Leiterplattenkomponenten elektrisch verbinden. Wenn es eine inkonsistente Leiterbahn auf der Leiterplatte gibt, wird ein elektronisches Gerät, insbesondere sein Schaltkreis, versagen.

Leiterbahn des Stromkreises

Darüber hinaus stellt es sicher, dass der elektrische Stromfluss wenig bis gar keinen Widerstand hat. Bei manchen Anwendungen führt der Widerstand oft zu einer Wärmeableitung, wodurch die Komponenten beschädigt werden. Wenn kein elektrischer Widerstand vorhanden ist, findet ein Wärmefluss von Bereichen mit höherer Temperatur zu Bereichen mit niedrigerer Temperatur statt.

Leiterbahndicke

Haben Sie sich jemals gefragt, warum ein Elektronikdesigner die Dicke von Leiterbahnen so hoch einschätzt?

Die Leiterbahndicke hält ein PCB-Gleichgewicht aufrecht, was zu einer besseren Platinenfunktionalität beiträgt. Die Nichtberücksichtigung der Leiterbahndicke kann einige Board-Herausforderungen mit sich bringen.

Die Leiterbahndicke ist je nach Typ der Leiterplatte unterschiedlich. Beispielsweise gibt es eine mehrschichtige, doppelseitige und einseitige Platte. Außerdem hängt die Dicke von der verwendeten Leiterplattenversion ab.

Schließlich haben die meisten PCBs eine Reihe von Leiterbahndicken von 0,008 bis 0,240 Zoll.

Beispiele für Spurdickenstufen

Leiterplattenstrom/Kapazität

Als Stromquelle für Leiterplatten dient ein Gleichstrom. Mit anderen Worten, elektrischer Strom fließt durch die Platinenverdrahtung und die Kupferschicht, während Elektronen direkt zur Batterie gelangen. Die Schaltkreisverfolgung unterscheidet sich von einem Spurenstrom darin, dass Leiterbahnen zeigen, wie Leiter und Verdrahtung interagieren, um Strom zu erzeugen.

Berücksichtigen Sie dann immer einen Leiterbahnstrom auf der Leiterplatte, denn ohne ihn erzeugen Sie keinen Strom. Verwenden Sie außerdem Leiter und Isolatoren, um spezifische elektrische Stromberechnungen durchzuführen (gemessen in Ampere). Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie die erforderliche Leiterplattenleistung nicht überschreiten, da dies einen Kurzschluss verursachen könnte.

Wie berechnet man den PCB-Leiterbahnabstand?

Die Kenntnis der PCB-Leiterbahnbreite oder des Abstandsparameters ist entscheidend für das PCB-Design. Stellen Sie beispielsweise sicher, dass Sie genügend Leiterbahnbreite haben, um Schäden wie Überhitzung zu vermeiden, wenn eine erwartete Strommenge übertragen wird.

Arten von Online-Rechnern

Im Allgemeinen haben wir zwei Online-Rechner, mit denen Sie die Spurbreite abschätzen können. Dazu gehören IPC 2221 und 2152, die von der Association of Connecting Electronics Industries (ACEI) entwickelt wurden. Sie sind die Standard-Rechner, die in kommerziellen und industriellen Anwendungen verwendet werden.

Zunächst stellte der Fachverband den Rechner IPC 2221 vor. Leider fehlten ihm mehrere Parameter wie Plattenmaterial und Plattendicke und war daher nicht perfekt für die Berechnung der Leiterbahnbreite.

Später, nach mehreren Studien und Experimenten, veröffentlichte ACEI 2009 einen effizienteren Rechner, IPC 2152. Er hatte Parameter hinzugefügt wie:

• Unterscheidungen zwischen externen und internen Spuren, 
• Standort des Flugzeugs, 
• Kühlkörper, 
• Plattendicke, 
• Arbeiten an Multilayer-Leiterplatten.

Berechnung der Spurbreite

Unbestreitbar ist die Berechnung der Leiterplattenbreite nicht einfach. So können Sie mit einer Leiterbahnbreitentabelle schneller rechnen. Sie können auch einen Online-Rechner für Berechnungen verwenden.

IPC empfohlene Leiterbahnbreite für 1 Unze Kupfer PCB und 10°C Temperaturanstieg

Zu den Aspekten, die Sie berücksichtigen sollten, um eine genaue Berechnung zu erhalten, gehören:

Die maximale Strombegrenzung, die Ihre Leiterplatte verarbeiten kann. Der Grenzwertaspekt berücksichtigt mehrere Faktoren wie die Umgebungstemperatur der Spur, die Messung, die Temperatur der Spur und die Dicke der Spur.

Nachdem Sie Ihrem Taschenrechner Zahlen hinzugefügt haben, erhalten Sie die Ergebnisse. Normalerweise umfassen die Spurbreitenangaben:

• Leitwiderstand gemessen in Ohm,
• Spannungsabfall gemessen in Volt,
• Verlustleistung in Watt,
• Breite in Ampere und
• Spurentemperatur gemessen in Celsius.

Sammeln Sie später die Eingabedetails aus dem PCB-Datenblatt oder der physischen PCB. Da Leiterplatten kompakt sind, benötigen Sie möglicherweise ein Objektiv, um die Eingabeinformationen zu erhalten.

Die Details sind auf der Schaltungsanzeige. Sie werden sich also nicht auf Vermutungen einlassen. Außerdem führt der Taschenrechner keine Berechnungen durch, wenn er ungenaue Messwerte oder Zahlen erhält.

Jetzt können Sie die folgende Formel verwenden, um Ihre Berechnungen zu starten;

I=k*ΔT^0,44*A^0,725

Wobei;

Ich =PCB-Leiterbahnstrom (immer konstant).

ΔT =Temperaturänderung.

A =Querschnittsfläche der Leiterbahn.

Was die Breite anbelangt, erhalten Sie zuerst die Querschnittsfläche des Stroms, damit er sicher hindurchfließt, und verwenden Sie dann die folgende Formel.

Fläche [mils^2] =Strom/ Temp_Rise [Grad. C]) ^ 0,44)) ^ (1/0,725)

Suchen Sie als Nächstes die Leiterbahndicke der Leiterplatte für die Breitenberechnung.

Breite[mils] =Fläche[mils^2]/(Dicke[oz]*1,378[mils/oz])

Hinweis;

Designer betrachten die obige Formel oft als Industriestandard und daher genau. Seien Sie vorsichtig bei der Durchführung des Projekts, da die Formeln möglicherweise nicht automatisch zu jedem Design passen.

Wie schneide ich Leiterbahnen?

Sie benötigen ein Messer, einen PCB-Schaber, ein Fräswerkzeug und einen Schraubendreher, um eine PCB-Leiterbahn zu brechen/zu schneiden, vorausgesetzt, sie haben eine scharfe Kante.

(Fräsmaschine)

Kratzen oder verschrotten Sie zuerst die Leiterbahn der Leiterplatte vorsichtig hin und her.

Entfernen Sie anschließend die dünne Schicht Kupferspuren sorgfältig und langsam. Es stellt sicher, dass Sie bei der Ausführung der Aufgabe keine Schäden an den umgebenden Spuren erleiden. Außerdem kann die Ecke eines Schraubendrehers die Spur zerkratzen, wenn sie vertikal geschnitten wird.

Schlussfolgerung

Alles in allem machen Leiterplatten den größten Teil unseres Anwendungsspektrums in der Elektronik aus. Aus diesem Grund ist es wichtig, über gedruckte Leiterbahnen Bescheid zu wissen, um die Langlebigkeit Ihrer Leiterplatte zu gewährleisten.

Wir hoffen, dass der Beitrag Sie über die Stromkreisverfolgung aufgeklärt hat. Bitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie Erläuterungen benötigen oder Fragen haben.