Подскажите (без)опасные плотности тока в трассировке Опции

[En_Serg]

Добрый день.

Загрузил в Sigrity PowerDC свою плату, задал
напряжения и токи нагрузки, провел симуляцию по постоянному току,
хочу тонкие места трассировки для токов посмотреть.

Выбрал Plane Current Density
вижу шкалу от синего до красного и полигоны мои с трссировкой
тоже от синего до красного.

Вопрос заключается в следующем:
Когда я смотрю на плату по слоям, то программа
автоматически присваивает красный цвет шкалы и соответственно
раскрашивает трассировку для максимальной
плотности тока на этом слое, а она разная на разных слоях.
Поэтому вижу на слоях максимум шкалы:
слой1 - 63a/mm2
слой2 - 25.7a/mm2
слой3 - 30.4a/mm2
слой4 - 29a/mm2
слой5 - 20 a/mm2
слой6 - 56 a/mm2

ВОПРОС: C КАКОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКА В ПОЛИГОНЕ(ПРОВОДНИКЕ)
НАДО НАЧИНАТЬ БЕСПОКОИТЬСЯ И МЕНЯТЬ ТРАССИРОВКУ?
Т.е. 63 а/мм2 в локальной точке полигона - допустимо?


И какая плотность тока еще допустима в VIA? (дальше либо
число VIA добавлять, либо само VIA менять )

Сильно не пинайте, вопрос новичка
Спасибо.

[yes]

начните с этого бесплатного тула, можно посчитать ток через via, проводник и т.д.
http://www.saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm

[agregat]

Внутренние слои 30A/mm2 для via тоже самое 30A/mm2
Внешние слои 40A/mm2, если ответственное применение, или 50A/mm2 если гражданское.

Via, сечение переходного считается как разность площадей внешнего и внутреннего
диаметров переходного.
И вот тут есть подводный камень. Стандартная толщина металлизации 20мкм, но может
"просесть" до 10мкм. Поэтому закладываться либо 10мкм, либо на 15мкм. Но не 20 точно.
Если плата делается с наращиванием металлизации переходных, есть такая фишка,
тогда расчетная 30мкм, но в расчеты ставить 20мкм.
Точные цифры на сколько переходные могут "просесть" смотреть в стандартах
на изготовление печатных платы.

По Вашему дизайну.
56A/mm2 и тем более 63A/mm2 точно не прокатит.

[rom67]

открываем ГОСТ Р 53429-2009 и читаем пункт 5.5.4.

А хотите иностранных стандартов, то читаете IPC-2221A (раздел 6.2, рис. 6-4)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[def_rain]

ВОПРОС: C КАКОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКА В ПОЛИГОНЕ(ПРОВОДНИКЕ)
НАДО НАЧИНАТЬ БЕСПОКОИТЬСЯ И МЕНЯТЬ ТРАССИРОВКУ?

Я тоже в этом деле новичок, но у меня есть мнение по этому вопросу. Нельзя сказать однозначно, что данная плотность тока будет являться критичной или не будет таковой. Анализ в Сигрити должен проводиться совместно электрический и термический: E/T Co-Simulation.
Предварительно задав стек, толщину фольги, и тип виа, которые бывают как заполненные медью, так и обычные (полый цилиндр). Для разной толщины фольги разная плотность тока, а если несколько слоев дублируют друг друга, сшиты виа, напаяны смд компоненты с массивными площадками, а значит крутые галтели, дополнительно припой и еще мало ли какие нюансы, все это сложно учесть, да наверно и не нужно. Ведь в случае совместного электрическо-термического анализа мы получаем по мимо плотности тока еще и температуру меди. Чем больше плотность тока, тем больше температура. Но по температуре проще ориентироваться, поэтому просто смотрим где температура меди превышает, скажем 80 градусов, значит на то место и стоит обратить внимание и увеличить кол-во меди.

По поводу плотности тока в виа, я думаю можно так же рассуждать или вот у меня показывается и плотность тока через виа и сила тока:


Температура виа в Results and Report - Via 3D T Distributions:

[vvvv]

Для разной толщины фольги разная плотность тока...

Плотность тока определяется силой тока и поперечным сечением трассы, которое состоит из толщины и ширины трассы. Можно достичь равной плотности тока для разной толщины фольги.
Всегда можно сказать однозначно будет или нет критичной плотность тока. Исключение составляют случаи принудительного отвода тепла от участков печатной платы.
С переходными тоже самое, на картинке переходное судя по линейке диаметр отверстия 0.7mm, предположим металлизация 20мкм.
Для такого отверстия при нагрузке 0.8A плотность тока будет 19A/mm2. И чего такого неоднозначного Вы тут увидели.

С переходными действительно есть неоднозначность, но она не в конструкции переходных, а в размещении на плате. Ток течет по кратчайшему пути,
поэтому если есть сетка из 100 переходных, ток не потечет через всю сетку, а попрет через центр первого ряда, нагружая до 200С ближайшие
8 переходных и оставляя замороженными все остальные. Вот тут да, это проблема.

[yes]

С переходными действительно есть неоднозначность, но она не в конструкции переходных, а в размещении на плате. Ток течет по кратчайшему пути,
поэтому если есть сетка из 100 переходных, ток не потечет через всю сетку, а попрет через центр первого ряда, нагружая до 200С ближайшие
8 переходных и оставляя замороженными все остальные. Вот тут да, это проблема.

а не будет стабилизации за счет ООС - если переход нагрелся, то его сопротивление выросло и ток потечет другим путем?
просто интересно - с такими токами не сталкивался и вряд ли придется...

[Uree]

Явление будет, а вот насколько оно стабилизирует процесс протекания токов через такой переход это вопрос...

[Chopr39]

В Sigrity имеется возможность задать значения максимальной плотности тока как в ручную, так и на основе автоматического расчёта по IPC-2221.
По результатам симуляции, элементы топологии с превышением по плотности тока, при наличии лицензии, могут быть загружены в проект *.brd как DRC маркеры.
Вот видео об этой фиче https://www.youtube.com/watch?v=BYfeG3gwWPs

[AlexandrY]

...а попрет через центр первого ряда, нагружая до 200С ближайшие
8 переходных и оставляя замороженными все остальные. Вот тут да, это проблема.

Разница будет меньше чем в десятые доли градуса, даже не стоит учитывать.
Поскольку грузим переходные не источником напряжения, а источником тока.