Реально ли пропустить на печатной плате по меди 18 микрон на четырех слоях ток 50А? Причем пропустить так, чтобы плотность тока на разных слоях не слишком различалась. То бишь какое доп. сопротивление имеют переходные отверстия и какие (по диаметру и/или по количеству) переходники при этом нужно делать? Вопрос возник потому, что сделали такую четырехслойную плату с односторонним расположением SMD (с другой стороны платы крепится теплоотвод через теплопроводящую прокладку), но нагрев у нее получился неравномерный, хотя ширина дорожек, подходящих к силовым элементам, примерно одинакова. Хочется в следующей ревизии учесть все нюансы. Другая проблема в том, что на двухслойке (чтобы взять с толщиной меди 35мкм) это устройство не трассируется из-за габаритов и плотности монтажа, а для стандартной 4-х слойки в Электроконнекте (мы там заказывали платы) не делают медь 35мкм. Что можете посоветовать?

Сделать силовые дорожки достаточной ширины и напаять толстый слой припоя. Т.е. радикально увеличить сечение.

Наверное можно. считать надо. Чтоб по слоям ток отдать равномерно, а не на ближний (что у Вас происходит) ножно термобарьеры на разных слоях делать с разной толшиной медных отводов. Для более дальних от источника (потребителя) - толще. Тоже считать надо.
По второму вопросу не поверю. Обычно ограничивает не плотность монтажа, а другие требования. Сначала кажется нельзя--, а потом еще и медью пустые места заливаешь. Хотя не зная трудно судить.
Но если возникла у Вас мысль про двухслойку изначально, то можно Просто не справились.

Пропустить реально, только не указаны ни сечение, ни протяженность многослойного трэка. Частоты тоже не указаны. Переходники нужно пропаивать, т.к. гальваническая медь высокоомнее фольги и периметр их стыковки является самым слабым местом. Термобарьеры в таких вещах исключаются. Теплоотвод что охлаждает (если компоненты с другой стороны)?

Чтобы ответить на вопросы и немного предвосхитить последующие поясняю, что эта тема является собственно продолжением моей предыдущей про верхний ключ на полевиках. Коммутируемый ток - постоянный. Величина тока 35-40А, но проектировалось с запасом до 50А. Устройство сделали. И даже первичные испытания прошли. Но на следующей ревизии хочется исправить некоторые огрехи в трассировке платы.
К сожалению я не трассирую платы. А трассировщик видимо после постановки ему задания так до конца и не осознал, что токи не совсем обычные и разместил полевики в ряд по периметру платы. Трассы получились не совсем одинаковые. В ряду из 4-х полевиков в D2PACK, стоящих рядом и включенных параллельно, наблюдается разница температуры перегрева около 7-9°C. По-моему мнению это слишком много. Между каждой парой площадок рядом стоящих полевиков ряд переходных отверстий по 6 штук 0,5х1,0мм. Не маловаты ли отверстия? Все четыре слоя почти полностью залиты полигонами, но токопроводящими являются только верхний и нижний слой. Ширина трасс силовых цепей 8-8,7 мм, т.е. поперечное сечение грубо говоря 8мм*18мкм*2=0,288 кв.мм. Общая длина от входа до выхода порядка 100мм. Сопротивление трассы получается примерно 0,3мОм, при сопротивлении ключей около 3мОм.
Что еще пояснить? Теплоотвод, а точнее будет теплопровод это дюралевая пластина толщиной 4мм, которая служит для крепления всего этого пирога к корпусу устройства на которое и происходит сброс тепла. Перегрев элементов платы относительно внешнего корпуса устройства не превышает 15°C, что в принципе устраивает. Не устраивает неравномерность этого перегрева по плате.
И еще добавлю. Утолщение в виде заливки припоем сделать негде, т.к. практически вся трасса под полевиками находится.

Это все не очень просто... Изучите Теорию Плавких Предохранителей... Чуть нагрелась, нагревается еще сильнее...нелинейность...

Я не гонюсь за разницей в доли градуса. Понимаю, что это нереально. Но хотелось бы разницу в перегреве уменьшить до 1-2-3°C.

Это не просто. Представьте несколько почти одинаковых проволочек. Если к ним приложить одинаковое напряжение (параллельно включить), то все хорошо - температура автоматом будет выравниваться.
А если последовательно (одинаковый ток), то система будет неустойчива при превышении некоторого порогового значения. И перегорит не везде, а в одном месте только... Разогрев увеличивает сопротивление, что увеличивает разогрев.... Почти цепная реакция... третий предел - тепловой взрыв...

Ой ну начинается, теория плавких предохранителей, третий предел. Все гораздо прозрачнее. Берете в интернете калькулятор трасс, либо на сайтах, либо в виде Excel файла. Гугл поможет. Вам, rezident нужен калькулятор который считает допустимую силу тока через трассу на внешнем или внутреннем слое, и калькулятор, который выдает такую же силу тока для переходного отверстия. Обычно калькуляторы рассчитывают эквивалентную переходному отверстию ширину трассы а потом уже считается допустимый ток. Максимальный ток в таких калькуляторах это ток, который приводит к увеличению температуры проводника на 10С. Вообщем то и все. Берете калькулятор, считаете какой ширины должны быть трассы хоть внешние, хоть внутренние, которые прокачают Ваш ток без проблем.
Тоже самое с переходными отверстиями. Ставите столько сколько нужно согласно калькулятора.
Правда у Вас как я понимаю ключи, и ток 40А в импульсе, а средний ток все таки поменьше. Наверное нужно рассчитывать не на максимальный импульсный ток, а на средний, это если говорить о температуре. А чтобы трассы не мешали работе ключей, скорее всего верно, чтобы трассы имели общее сопротивление в 10 раз меньшее чем у ключей. Этих условий по моему достаточно чтобы рассчитать Вашу плату. Только один момент. Переходные, которые делает Ваш производитель печатных плат, нужно у него поинтересоваться, какая толщина стенок у этих переходных. Обычно это наиболее узкий момент производства. Толщина стенок переходных довольно маленькая. Микроны. Поэтому либо заказывать заполнение их припоем, либо ставить не переходные, а выводные отверстия, как будто под ноги разъема и впаивать туда проволоку. Тогда будет пуленепробиваемое соединение. И ток естественно в разы больше.

Татьяна, вот только не нужно меня за полного ... школьника держать. Там где сопротивление увеличилось - там ток уменьшился, т.к. стал протекать немного по другому пути, там, где сопротивление пока еще поменьше. Так что очень быстро устанавливается стационарный тепловой режим.
Я умею гуглить, но для поиска нужно знать что искать, т.е. какой запрос гуглю давать? Дайте пример такого запроса. А то на слово "калькулятор" у гугля какие-то странные предположения
Неправильно понимаете. Я же указал прямо, что ток постоянный. И дал ссылку на предыдущий топик, где пояснял функциональное назначение платы - электронный ключ, альтернатива контактору.
Я понимаю, что микроны, но не единицы же микрон! Если не ошибаюсь, обычно внутренний диаметр переходного отверстия примерно на 0,1 мм меньше диаметра сверления. Хотя на сайте производителя (Электроконнект) в разделе технологических возможностей указано

Что это означает? Имею в виду отношение 6:1
Т.е. не закрывать их маской, чтобы они залудились при покрытии паяльной пастой?
Типа пистонов? Нет, не подходит. Это не технологично при производстве и слишком габаритно для этого устройства. Но все равно спасибо за советы.

Вам известно, что мощность пропорциональна квадрату тока*сопротивление(температура)?
Даже если пренебречь температурной зависимостью, то средний квадрат сильно отличается от квадрата среднего...

Тогда, наверное, стоит заново развести плату... Такие утолщения (заливки) силовых шин не только сопротивление снижают, но еще сами являются хорошими теплоотводами от ключей, да и радиаторами тоже. Нагрев будет более равномерно распределен, что, собственно, Вам и нужно.

Неустойчивость продольная, а не поперечная... О чем и писала... Пороговое явление... Кризис - иными словами.

http://www.google.ru/search?q=PCB+trace+width+calculator

Еще раз поясняю. Монтаж односторонний. С противоположной стороны вся плата под маской, там расположен теплопровод. Полевики расположены рядом друг с другом на таком расстоянии, чтобы только вошли переходные отверстия. Ну негде там заливку делать Если только на краях трасс, там где отверстия для припаивания проводов. К тому же тепло нужно не просто куда-то отводить, а отводить именно во внешнюю среду через теплопровод и корпус устройства. Внутрь устройства тепло отводить крайне нежелательно. Именно с этой целью и минимизируется тепловыделение.


Спасибо за направление поиска!

На pcad.ru форуме такие темы проскакивали, там были ссылки на калькуляторы:
Вопрос по количеству via в силовых цепях
минимальная ширина дорожки для больших токов
Расчёт ширины печатного проводника
Как выбрать ширину проводников

может быть еще есть...

Ну это не токи вам по слоям распределять, а тепло на противоположную сторону. Греются транзисторы, а через них плата.
Переходные ставьте не только по краю, но и под площадками. Как можно чаще и с минимальным сверлом.
Вот про него писали 6:1. Это отношение максимальной толщины платы к диаметру сверла.
При этом будет достигнут максимальный эффект теплопередачи. при пайке переходные заплывут припоем. Хотя медью заполнить эффективней, но дороже.
Как то в похожем случае в плате делали выреза и транзисторы заглубляли и сразу ставили на радиатор с другой стороны. Проблема была только с прижатием, чтобы пайку не оторвать. Но тепло с удовольствием уходило сразу на радиатор

Baser, спасибо почитаю.

Нет. Проводники тоже греются. Около 1/10 тепла именно проводники выделяют.
Нельзя под площадкой. Это уже пройденный этап. При пайке на автоматической линии монтажа излишки пасты протекают через переходники под площадкой на другую сторону платы. Потом при установке платы на теплопроводящую прокладку эти "сопли" продавливают ее, электрически замыкая площадку на теплоотвод. Срезать или прогревать "сопли" после пайки вручную это дополнительные технологические затраты. А брать толще прокладку это не выход, хуже теплопередача.
1,5мм/6=0,25мм это какой класс плат получается? У нас сверло для этих переходных 1мм было выбрано.
Но для этого переходники должны быть открыты с обеих сторон. Я правильно понимаю? Но у нас нижняя сторона вся закрыта маской. В этом случае припой не потечет, так ведь?
Ок, спросим изготовителя.
Что за технология? Напоминаю, что у меня полностью все SMD. Полевики в D2PACK, а не в ТО-220.

Ну и я о томже. 90 процентов - транзисторы, из 15 градусов 13 они дадут.

Разные технологии пайки есть. У меня есть заказчики которые требуют исключительно только под СМД переходные
Это уже все умеют. ) 0.5 последние 3 года назад отпали. Но в крайнем случае хотя бы 0.5
Хотелось бы. иначе потеря теплоотдачи. Если медью заполните-- точно открытые
Обязательно. Это не все могут
Это экзотика. Кстати тоже SMD у нас было.
Но если старые платы видели, иногда выводные транзисторы размещали в вырезах платы. У Вас не тот наверняка случай. Токи большие. Им тоже где-то бежать надо

Это слишком упрощенное представление. Татьяна не даст соврать В некоторых местах платы проводник почти до температуры транзисторов нагревался.
Название или описание технологии можно узнать? Я спрошу про возможность ее применения на нашем контрактном производстве.
Дело не в умении, а в целесообразности или необходимости. Какие именно переходники целесообразней?
Видел. Нам это не подходит

Может это поможет?
http://www.circuitcalculator.com/wordpress...dth-calculator/

Пользуюсь этим калькулятором
http://www.saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm

А может радикально вопрос решить - поменять производителя плат? А то как-то непрофессионально - для 4-слойных плат только 18 микрон

Если возле транзистора-- не всчет. Если неравномерность в стороне такая-- плохо расчитаны ширины и пути тока

Не я пользуюсь. Заказчикам вроде из тайваня все приходит. Вам лучше спрашивать там, где монтируете. Если сами. Тогда ой
лучше меньше и чаще. Но это у производителя плат уже спрашивать, что могут.

Ну вы далеко отошли от Российской реальности

Мне кажется, что для внешних слоев у производителя на сайте указана стартовая толщина меди, а финишная толщина должна быть больше - скорее всего не меньше 35 мкм.
Только и 35 мкм это не слишком много, когда требуется пропустить несколько десятков ампер. Сейчас вполне можно изготовить плату с медью 3-4 oz (105 или 140 мкм) на внешних слоях. Правда при этом надо обеспечить минимальные проводник/зазор не менее 0,3 мм.

Самые крупные, но через которые не протекает припой
Тогда будет компромисс между ценой платы, теплоотводом и качеством монтажа

Да, в стороне. Потому и завел эту тему.
У наших партнеров тут же в городе есть линия авт.монтажа, оставшаяся от Siemens, на которой и собираем платы. Хотелось бы предметно им вопросы задавать.
Каким критерием(ями) можете обосновывать?
А элементы типа uSOP/TSSOP, SOT23 и chip 0603 на такую плату припаять можно будет? Если нет, то увы! не подходит.
Если вы имеете в виду переходники на контактных площадках под D2PACK, то я уже пояснял, что припой просто выдавливается. Даже через переходники 0,7мм, находящиеся под маской.

Теплопроводность в первом приближении пропорциально сечению меди. если переоднае не забиваются медью, то она только на стенках переходных и пропорциальна радиусу, а не радиусу в квадрате.
Если забивается медью-- то еще существует равномерность передачи по всей поверхности, где нужно обеспечить с нежней не верхнюю сторону. И тут тоже почаще.

Простите, а зачем обратная сторона платы закрыта маской, если вы ее все равно устанавливаете через теплопроводящую изолирующую прокладку? Увеличиваете термосопротивление.

Однажды видел интересное исполнение сильноточных проводников на плате где был только поверхностный монтаж. На открытые от паяльной маски дорожки из меди толщиной 35 микрон на паяльную пасту сборочный автомат одновременно с установкой деталей раскладывал залуженные медные шинки длинной до 80 миллиметров, которые он брал из специального питателя. Из такой мозаики выкладывались длинные и широкие проводники на ток в сотни ампер. Но это похоже не Ваш случай. На поверхности Вашей платы совсем нет свободного места.

Припой в рабочем состоянии это жидкость, он течет. Через отверстия меньше определенного диаметра он протечь никак не сможет, хоть всем телом на него давите 0,7 это достаточно крупные отверстия, 0,4 подойдет больше

Чтобы не быть голословным, приведу чертеж для микрушки питания (TPS51100). Как видно, термо-виасы 0,3 мм даже не закрываются маской, "протечка" уже не страшна

Ну здесь термо-виасы закрывать маской с рабочей стороны нельзя, нужно обеспечить паяемость термо-пада микруши. Мы также не закрываем эти термо-виасы и с обратной стороны, что облегчает ручной демонтаж микрух при необходимости.