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10年厚铜电路板设计师分享导线电阻及焊锡层电阻的计算方式

厚铜电路板

厚铜电路板导线的规格参数可以很容易地从各种文献资料中查阅,但怎样利用这些参数计算厚铜导线的电阻呢?这是很多设计工程师希望得到的方法;对此小编将系统的介绍在厚铜PCB设计中利用导线规格与印制板连接线尺寸之间的关系,以及电阻与尺寸及温度之间的函数关系来计算连接线的电阻。

从各种出版物和手册中可以获得与尺寸相关的导线电气参数(通常称为导线规格)的大量信息。但如何用这些信息来分析印制电路板连接线参数的资料却很少。下文将介绍导线规格和连接线面积之间的关系,以及如何利用连接线电阻与尺寸和温度之间的函数关系。

     从导线的生产工艺可以知道,导线是通过一系列直径逐渐减小的孔拉制而成,导线的规格大致反映了拉制所需要的步骤数。例如一个规格为24的导线比规格为20的导线多拉4次。表中所列为目前导线规格及其相应的直径和横截面面积。

在所有的资料中并没有对这些步骤进行具体定义,但有一点是一致的:规格0000 (4/0),其直径定义为0.4600英寸;规格36,其直径为0.0050英寸。其它规格的几何尺寸都介于两点之间。如果这些尺寸均匀分布,则任何两个相邻直径之间的比值可由下式得出(注意:在规格0000和规格36之间共有39级)。

实际上,各规格的直径并不是均匀分布的。表中任何两个相邻直径之间的比值与该公式的计算结果很相近,但多级后就会因为误差累积而产生很大的偏差,因此利用上式的计算值是近似值而不是实际值


计算方程式
在直径、直径常用对数与导线规格的曲线图中,可见直径的增长有一定规则,导线直径的对数与导线规格曲线几乎是直线。该曲线的方程为:规格 = -9.6954 - 19.8578×Log10(d),其中d为导线直径,单位为英寸。

  印制板连接线的横截面是长方形而不是圆形。因此,能定义以横截面面积为变量的等式如下:规格 = 1.08 + 0.10×Log10(l/a),其中a为横截面面积,单位为平方英寸。

当导线的横截面面积已知时,通过上式可以计算出等效的导线规格。相反地,在导线规格已知时,通过下式可以计算出连接线的横截面面积:面积 = l/(10(10×规格- 10.8))

导线电阻

在导线规格表中常会提供相关规格的一些参数值。通过这些参数值可以估计某一长度导线的电阻。而连接线电阻的计算比导线电阻的计算稍微复杂。每种金属都有一个电阻系数(有时也称为特征电阻),电阻系数、导线长度、横截面面积与电阻之间的关系为:R=ρ×l/a



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