PCB 트레이스 폭: 열 재해 방지

트레이스 너비가 생각보다 중요한 이유

PCB를 설계한 엔지니어라면 누구나 드릴을 잘 알고 있습니다. 트레이스를 라우팅하고 적당해 보이는 너비를 선택한 다음 최상의 결과를 얻기를 바랍니다.하지만 희망은 설계 전략이 아닙니다. 특히 전류 전달 용량에 있어서는 더욱 그렇습니다.

트레이스는 단순한 와이어가 아닙니다.실제 열 특성을 지닌 작은 저항기이기 때문에 조심하지 않으면 아름다운 회로 기판을 소형 공간 난방기로 바꿀 수 있습니다.잘못 계산된 트레이스 하나가 설계의 신뢰성을 가르는 것과 흡연으로 인한 재해를 가르는 결과를 초래할 수 있습니다.

트레이스 너비 기초 이해

PCB 트레이스에 전류가 흐르면 열이 발생합니다.열의 양은 세 가지 중요한 요소에 따라 달라집니다.

1.전류 크기 2.트레이스 단면적 3.구리 무게/두께

IPC-2221 및 IPC-2152 표준은 주어진 전류를 과열 없이 안전하게 처리하는 데 필요한 트레이스의 폭을 정확히 예측할 수 있는 수학적 모델을 제공합니다.

실제 사례

구체적인 시나리오를 살펴보겠습니다.2A를 지속적으로 전달해야 하는 트레이스가 있는 전원 공급 장치 보드를 설계한다고 가정해 보겠습니다.외부 레이어에 표준 1oz 구리 (두께 35µm) 를 사용하고 있으며 10°C의 적당한 온도 상승이 필요합니다.

PCB 트레이스 폭 계산기 열기 (IPC-2221/IPC-2152) 를 사용하여 다음을 입력할 수 있습니다.

• 전류: 2A
• 구리 무게: 1온스
• 온도 상승: 10°C
• 레이어 유형: 외장

계산기는 다음을 보여줍니다.

• 최소 너비 (IPC-2221): 0.41 밀리미터
• 최소 너비 (IPC-2152): 0.38 밀리미터
• 직류 저항: 0.0325 Ω/m
• 전압 강하: 2A에서 0.065V
• 전력 소비량: 0.13W

엔지니어가 흔히 저지르는 실수

대부분의 PCB 설계자는 다음과 같은 중대한 오류를 범합니다.

1.모든 트레이스가 같다고 가정: 내부 레이어의 2A 트레이스는 외부 레이어의 너비와 달라야 합니다.

2.구리 무게 무시: 1온스 구리는 2온스와 다릅니다. 구리가 두꺼울수록 저항이 낮고 전류 처리가 더 좋습니다.

3.열 무시: 기온 상승은 단지 학문적인 문제가 아닙니다.20°C 상승은 작아 보일 수 있지만 트레이스 신뢰성에 큰 영향을 미칩니다.

열 폭주 위험

트레이스가 가열되면 저항이 증가합니다.저항이 높을수록 열이 더 많이 발생하므로 피드백 루프가 파괴될 수 있습니다.이것이 바로 정밀한 트레이스 폭 계산이 좋은 방법일 뿐만 아니라 회로 생존에 필수적인 이유이기도 합니다.

다양한 표준을 사용해야 하는 경우

• IPC-2221: 보다 보수적이고 일반화된 표준
• IPC-2152: 더 현대적이고 더 정확한 계산을 제공합니다.

대부분의 경우 IPC-2152 권장 사항을 따르십시오.이는 보다 포괄적인 열 모델링을 기반으로 합니다.

프로 팁

• 계산된 트레이스 너비에 항상 안전 마진을 추가하십시오.
• 고전류 경로에는 더 넓은 트레이스 또는 여러 트레이스를 병렬로 사용하는 것이 좋습니다.
• 추가 방열이 필요한 경우 서멀 비아를 사용하십시오.

사용해 보세요

추측하지 마세요.PCB 트레이스 폭 계산기 (IPC-2221/IPC-2152) 를 열고 자신 있게 설계하세요.귀사의 회로와 평판에 감사할 것입니다.