Gibt es Faustregeln bei der Berechnung der Impulsstromstärken für Leiterbahnen?

Angenommen, ich habe eine Oberflächenleiterbahn, 4 oz, 50 mil. Laut einem von mir verwendeten Taschenrechner sollte diese Spur in der Lage sein, kontinuierlich etwa 15 Ampere zu führen. (Natürlich können Ihre Schätzungen der Leiterbahnstromstärke mit Taschenrechnern variieren, aber das sollte für die Zwecke dieser Frage keine Rolle spielen.) Wenn also eine Leiterbahn 15 A kontinuierlich tragen kann, wie viel könnte sie zehn Sekunden lang tun? Zwei Sekunden? Eine halbe Sekunde? Gibt es Regeln zur Bestimmung der Impulsstrombewertung einer Leiterbahn im Vergleich zu ihrer Dauerbewertung?

kommt darauf an, wie heiß der FR4 werden kann. Möglicherweise können Sie den Onderdonk-Eq verwenden. den Wärmeanstieg abzuschätzen. Es soll die Zeit abschätzen, die das Kupferätzen benötigt, um die Schmelztemperatur zu erreichen. Hast du dir irgendetwas auf ultracad.com angeschaut? Ich denke, sie haben ein Freeware-Tool, um den Anstieg der Ätzwärme basierend auf Onderdonk zu berechnen. Hier ist eines ihrer Papiere: ultracad.com/articles/fusing.pdf
Welche Art von Arbeitszyklus betrachten wir? dh hat die Kurve Zeit, sich zwischen den Impulsen vollständig abzukühlen? Sind wir besorgt darüber, wie viel Strom die Platine zerstört, oder machen wir uns Sorgen über Leistungsverluste?
Angenommen, die Spur hat Zeit, sich vollständig abzukühlen, und wir machen uns nur Sorgen, die Platine zu zerstören.
@gsills das wäre eine wirklich gute Antwort. Willst du es zu einem machen?

Antworten (1)

Letztendlich ist dies eine Frage, wann der FR4 bei gegebener Ätzgröße und -strom die maximal spezifizierte Temperatur von 135 Grad C erreicht .

Die einzige analytische Gleichung (die ich gesehen habe), die sich mit der Zeit des Wärmeanstiegs des Leiters bei einem Strom befasst, ist die Onderdonk-Gleichung. Die Gleichung soll den Wärmeanstieg bis zur Schmelztemperatur abdecken (Kupfer ist 1083 ° C). Einen Artikel darüber finden Sie hier auf der Ultracad-Website.

Ich = A Protokoll ⁡ ( T M − T A T A + 234 + 1 ) T 33

oder umgedreht:

T Sicherung = A 2 Protokoll ⁡ ( T M − T A T A + 234 + 1 ) 33  ICH 2

wobei A kreisförmige Mils ist, Temperaturen in Grad C angegeben sind und Zeit in Sekunden angegeben ist.

Beachten Sie, dass der Onderdonk eq geschrieben wurde, um die Zeit zum Schmelzen von Draht in Luft für einen bestimmten Strom abzuschätzen, nicht um auf einer Leiterplatte zu ätzen. Wenn man sich seine Struktur ansieht, scheint es nur die Wärmeleitung durch die Querschnittsfläche des Leiters zu berücksichtigen (ich sehe keine Oberfläche). Es ist wahrscheinlich nicht für Zeiten länger als 5 oder 6 Sekunden genau, tatsächlich wird für eine ausreichend lange Zeit Nullstrom erreicht T M .

Unter Verwendung der zweiten Form der Gleichung würden 20 Ampere durch eine Ätzung von 50 mil mal 5,6 mil die Schmelztemperatur in etwa 7 Sekunden erreichen und erreichen T M von 135 °C in etwa 1,5 Sekunden. Diese Zeiten erscheinen kürzer als erwartet.

Es ist ein schwieriges Problem, und die thermischen Pfade können sehr unterschiedliche Randbedingungen haben, was den nützlichen Bereich der analytischen Lösung einschränkt. Sie können die besten Schätzungen erhalten, indem Sie einige Testplatinen bauen und messen.

Hinweis: In meinem Kommentar erwähnte ich ein Freeware-Tool bei Ultracad zur Berechnung des Wärmeanstiegs, sehe aber jetzt, dass es keine Freeware mehr ist.

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