IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第117页
4 IPC 1-10b载流能⼒任务组 IPC 1-10b 载流 能 力 任务组 是 开发IPC-2152的 导 体 的 载流 能 力 的。 该 任务组 是 研究 当 施 加 电 流 时 、 影响 导 体 温 度的变量。主要 焦 点 是 在 内 层导 体上、 任务组 从 测试和热 学模 型 获 得 结 果 。所 研究 的变量 为 导 体宽 度和厚度 、 板材和 板厚 、内 层 覆铜 层 、 环境( 空 气 、 真 空 ) 、 时 间 的 …
附录B
导体的载流能⼒和导体的热学管理
1⽬的
IPC-2221A版发布时、导体的载流能力图表正
在更新中。本附录包含现有图表的讨论和澄
清。它也提醒业界注意、新的设计指南正在制
订并可获得培训以使新资料被最大限度地使
用。即将出版的标准是IPC-2152《印制板设计
中载流能力确定标准》。
现有的图表、大部分是保守的。在这里、保守
是指为了达到指定的温升、可在导体上施加更
大的电流。IPC-2152为导体温度响应提供了更
好的理解。满足电子业界的现存发展趋势的要
求、这是必需的。
2原始设计指南
国家标准局(NBS)进展报告、No.4283、由D.S.
Hoynes 1956年5月1日撰写的《金属—绝缘层
压板的特性》一文已由海军航运局出版。该报
告讨论了评定用于印制电路的金属—绝缘层压
板的确定其物理和电气特性的工程进展情况。
该报告是写于1954年6月30日的NBS No.3392报
告《金属-绝缘层压板的特性》所描述的工作
的续篇。NBS 3392没有提及载流能力。
NBS 4283号报告涉及到在蚀刻过铜导体上实施
载流能力测试。具有各种保护性涂层的样品上
电阻测量、及在各种温度下多种覆金属箔层压
板的介质特性。
已研究出表明温升、导体宽度、截面面积及铜
厚度的系的图表、它可作为确定使用蚀刻导体
的印制电路应用的导体尺寸、见图B-1所示。
这与当今外层导体所使用的是同一张图表。
该设计图表集中了主要使用酚醛(XXXP)和1/16
in(0.0625in)到1/8in(0.125in)厚的环氧玻璃
布材料及铜厚为0.00135in(1oz.)和0.0027in
(2oz)的材料。表B-1给出了用于创建图B-1的
图表的每一块测试板的简短描述。该图表、如
图B-2所示、随即为于军用标准采用、后来成
为设计标准IPC-2221A图6-4的外部导件图表。
3 内层导体
还没有做过评定内层导体载流能力的测试。内
层导体图表是以外层导体图表图B-1的电流的
一半
为基础而制作的。基于此情况并希望电气导
体尺寸的 确 定有更大的弹性范围、导致IPC
1-10b载流能力任务组的建立。
IPC-2221a-b-1
图B-1 原始设计图
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4 IPC 1-10b载流能⼒任务组
IPC 1-10b载流能力任务组是开发IPC-2152的
导体的载流能力的。该任务组是研究当施加电
流时、影响导体温度的变量。主要焦点是在内
层导体上、任务组从测试和热学模型获得结
果。所研究的变量为导体宽度和厚度、板材和
板厚、内层覆铜层、环境(空气、真空)、时间
的依赖性和功率消耗。将会与IPC-2152一道制
定培训计划以培养使用者使用新标准。
任务组的一些结
论包含在图B-3到B-5中。单导
线被专门挑出来与内层导体尺寸确定图表中的
值相比较。这些图中给出的结果都是用于内层
导体的。图B-3给出了板厚是如何影响导体温
度的。
表B-1 样品测试
代码 材料及芯厚(in) 铜厚(in)
1
附加的⼯艺
测试温度
(ºC) 测试⽅法
2
A 5-7 XXXP 1/16 0.0027 KK 无 50 IR & TC
B 2-7 XXXP 1/16 0.004 K 无 50 IR & TC
C 4-7 XXXP 1/16 0.00135 K 无 50 IR
D 4-10环氧1/16 0.00135 K 无 50 IR & TC
E 5-7 XXXP 1/16 0.0027 K 无 60 IR & TC
F 2-7 XXXP 1/16 0.0027 K 无 60 IR
G 4-7 XXXP 1/16 0.00135 KK 无 60 IR
H 5-7 XXXP 1/16 0.0027 KK 无 25 IR
I 2-7 XXXP 1/16 0.004 K 无 25 IR & TC
J 5-10 环氧 1/16 0.0027 K 无 25 IR
K 4-7 XXXP 1/16 0.00135 KK 无 25 IR
L 5-10环氧1/32 0.00135 K 无 25 IR
M 4-10环氧1/16 0.00135 K 无 25 TC
N 2-7 XXXP 1/16 0.00067 K 无 25 IR
O 5-10环氧1/32 0.00135 KK 无 25 IR
P 4-10环氧1/16 0.00135 K 涂覆0.005″的环氧树脂 25 IR
Q 2-7 XXXP 1/16 0.00135 K 涂覆0.002″的绝缘漆 25 IR
R 5-7 XXXP 1/16 0.0027 K 喷涂0.001″的硅酮 25 IR
S 4-7 XXXP 1/16 0.00135 K 涂覆0.003″的绝缘漆 25 IR
T 2-7 XXXP 1/16 0.0027 K 涂覆0.006″的硅树脂 25 IR
U 2-7 XXXP 1/16 0.00135 K 250ºC 10s浸焊 25 IR
V 2-7 XXXP 1/16 0.0027 K 250ºC 10s浸焊 25 IR
W 10-7 XXXP 1/16 0.00135 K 250ºC 10s浸焊 25 IR
X 5-10环氧1/8 0.0027 K 浸焊并涂覆0.005”环氧树脂 25 IR & TC
Y 4-7 XXXP 1/16 0.00135 K 250ºC 10s浸焊 25 IR
Z 2-7 XXXP 1/16 0.0027 K 250ºC 10s浸焊 25 TC
1 5-7 XXXP 0.00135 在无空气环境中去除导体的芯板(CRFAIR) 25 IR
2 6-16 G-5 0.00135 (CRFAIR) 25 IR
3 2-7 XXXP 0.00135 (CRFAIR) 25 IR
4 5-7 XXXP 0.0027 (CRFAIR) 25 IR
5 2-7 XXXP 0.0027 (CRFAIR) 25 IR
6 2-7 XXXP 0.0027 (CRFAIR) 25 IR
7 4-10环氧 0.00135 (CRFAIR) 25 IR
1. K表示单面覆箔而KK表示双面覆箔。
2. IR为电阻变化测量；TC为热电偶测量。
2003年5月 IPC-2221A
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图B-4是 帮助说明现有的内层导体图表与从
任务组研究的结果之间的不一致的。电流是施
加到一块印制板结构中相同尺寸的导线上的。
在所有情况中的唯一区别是板材的热学性能。
IPC的△T或T差是用代表IPC内层导体图表的等
式确定的。这表明了使用外层导体图表中的电
流值的一半的保守性。酚醛、被称作XXXP、由
于它是最初被用于制作现有图表的、因而也包
含在内。
图B-5给出了从空气和真空测试得到的结果。
这有助于说明导体在真空中比在空气中的运行
温度高多少。存在的差异足以说明各种环境条
件下的部分。
IPC-2221a-b-2
图B-2 IPC-2221A 外层导体图
IPC-2221a-b-3
图B-3 印制板厚度
IPC-2221A 2003年5月
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