Hogyan kell nyomon követni az áramköri lapokat

PCB nyomvonal szélessége

A nyomtatott áramkör egyik legfontosabb tervezési eleme a nyomvonalszélesség. A nyomvonalszélesség a két szomszédos alkatrész közötti távolság az áramköri lapon. A megfelelő nyomvonalszélesség megakadályozza az átmeneti rövidzárlatokat és a jelzavarokat. Általános szabály, hogy a párhuzamosan futó nyomvonalak között a nyomvonalszélesség háromszorosát kell hagyni. A nyomvonalszélesség megválasztásakor további fontos szempontok közé tartozik, hogy a táp-, a föld- és a jelnyomvonalak hol futnak. A legjobb, ha a tápnyomvonalak nem futnak egyik alkatrésztől a másikig láncos elrendezésben. Továbbá a megfelelő nyomvonalszélességet az áramköri lap várható áramigénye alapján kell kiszámítani.

A nyomvonalszélesség meghatározható egy PCB nyomvonalszélesség-kalkulátor segítségével. Ez a kalkulátor különböző értékeket használ, például a rézvastagságot, a keresztmetszeti területet és a vezető anyagot a PCB nyomvonalszélesség becsléséhez. A széles nyomvonal hozzájárulhat az egyenetlen felmelegedéshez, ami rossz forrasztási kötéseket eredményez. Ezenkívül a kis kétpólusú alkatrészek, amelyek egy padon lévő nagy fémrészhez kapcsolódnak, a forrasztási újraolvasztás során az egyik végén felhúzódhatnak. Ezt a problémát tombstoningnek nevezik, és kézi utómunkát igényel a kijavítása.

PCB nyomvonal vastagsága

A PCB nyomvonalvastagság fontos tervezési szempont. A rossz vastagság szikrázáshoz és a csatlakoztatott alkatrészek károsodásához vezethet. Szerencsére léteznek NYÁK nyomvonalvastagság-kalkulátorok, amelyek segítenek a tervezőknek meghatározni a legjobb nyomvonalvastagságot egy adott tervhez. Ezek a számológépek segítenek a NYÁK nyomvonal szélességének meghatározásában is.

A legelterjedtebb NYÁK nyomvonalvastagság 1 oz, bár speciális specifikációval kicsit vastagabb is lehet. A réz nyomvonalak hajlamosak felmelegedni, ahogy az áram átfolyik rajtuk, ezért fontos, hogy a megfelelő vastagságot használja a nyomtatott áramköri tervhez. A PCB nyomvonal vastagságának meghatározása mellett fontos, hogy a teljes áramköri hurok hőstabil maradjon.

A nyomvonalszélesség mellett figyelembe kell vennie a NYÁK-on keresztül folyó feszültséget és áramot is. Ez a két tényező azért fontos, mert ezek határozzák meg, hogy a lap mennyire képes kezelni az áramáramlást. Az IPC-2221 szabvány tartalmazza a nyomvonalvastagságra, a belső és külső rétegekre, valamint a nyomvonalhőmérsékletre vonatkozó értékeket. Ezeket az értékeket amperben és voltban mérik. A megfelelő nyomvonalszélesség használatával nagymértékben javíthatja az elektronikus kütyü teljesítményét.

PCB nyomvonal áram

Az áramköri áram nyomon követése a tervezés egyik legfontosabb feladata. Fontos a NYÁK áramfelvevő képességének kiszámítása, ami képletek segítségével elvégezhető. A NYÁK áramfelvevő képessége több tényezőtől függ, többek között az üzemi hőmérséklettől és az egyes nyomvonalakon átfolyó áram mennyiségétől. Ezenkívül a nyomvonal szélessége is figyelembe veendő tényező.

A nagy áramerősségű nyomtatott áramköri lapokat hőszigetelni kell, ezért célszerű hővédő csatlakozókat és lapkivágásokat alkalmazni, hogy megakadályozzák az alkatrészek túlmelegedését. Továbbá, ha a nyomvonal túl keskeny vagy túl kevés réz van rajta, akkor további forrasztást alkalmazhat. Ez növeli a nyomvonal vastagságát és csökkenti az ellenállását, ezáltal több áramot enged át.

PCB nyomvonalcsatolás

A NYÁK nyomvonalcsatolás a lap azonos rétegén áthaladó két jel között fellépő keresztbeszólásra utal. Az ugyanazon a rétegen lévő két nyomvonal közötti távolság határozza meg, hogy mekkora a csatolás mértéke. Minél nagyobb a nyomvonalak közötti távolság, annál kisebb a csatolás. Egyetlen nyomvonal hossza arányos a jel frekvenciájával.

Amikor az egyetlen NYÁK-nyomvonalon átfolyó áram keresztezi a szomszédos nyomvonalat, elektromos mezőt hoz létre és elektromotoros erőt indukál. Ezt a jelenséget Faraday második indukciós törvénye szabályozza, és veszélyeztetheti az ugyanazon a nyomvonalon lévő jel integritását.

DMM használata nyomvonal-ellenállás mérésére

A nyomvonal-ellenállás az áramköri lap nyomvonalainak ellenállása. Ez egy fontos paraméter, mivel a túl magas vagy túl alacsony nyomvonalellenállás befolyásolhatja az áramkör működését. Tervezési vagy megvalósítási problémákhoz is vezethet. Ezért fontos megérteni a nyomvonalellenállást, hogy biztosítsa az áramkörök zavartalan működését.

A nyomvonal ellenállásának mérésére a legegyszerűbb módszer egy digitális multiméter. A DMM ismeri Ohm törvényét, és az ellenállást egyszerűen a feszültségesés mérésével tudja kiszámítani. Ez a megközelítés azonban csak akkor működik, ha az ellenállás szigetelt. A multiméter szondáit az ellenálláshoz kell csatlakoztatnia, majd be kell kapcsolnia az áramkört.

A DMM használatával az áramköri lapon lévő nyomvonal ellenállásának mérése segít meghatározni, hogy egy adott alkatrész meghibásodik-e. Megállapíthatja, hogy az alkatrész hibás-e, ha a nyomvonalellenállás egy áramköri lapon túl magas. Az alkatrész ellenállása a hőmérséklet növekedésével nő.