基板のパターン幅と許容電流

基板のパターン幅と許容電流

更新日: 2021-03-31

基板のパターン幅と許容電流 #

基板のパターン幅と許容電流の関係がIPC-2221に記載されいているので引用する。温度が$\Delta T$℃上昇する時の許容電流は下記の式で表すことができる。

$$ i = K \times \Delta T^{0.44} \times A^{0.725} $$

ここで

$$ \begin{aligned} K &= 0.048 \hspace{2mm} or \hspace{2mm} 0.024 \hspace{3mm} (外層:0.048、内層:0.024) \\ \Delta T &= 許容する温度上昇(10℃が良く使用される)\\ A &= ラインの断面積 [mil^2] \end{aligned} $$

である。

グラフ #

上記の式より10℃温度が上昇する場合のグラフを図示する。分かりやすいようにSI単位系に変換している。

計算ツール #

設計値から許容電流を計算します。

外層 内層
[A]

参考 #

上記のグラフ生成スクリプト

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import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math
from matplotlib import rcParams
rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
rcParams['font.sans-serif'] = ['Yu Gothic', 'Meirio']

k = [0.048, 0.024] # outer, inner
k_label = ["outer", "inner"]
dt = 10
thickness = [18, 35, 70] # [um]
width = np.arange(0.1, 5, 0.1)
current_outer = []
current_inner = []
for i in thickness:
    current_outer.append(k[0]*dt**0.44*np.power(i*width*1.55, 0.725))
    # 1.55 = 1u*1m*39370.1^2
for i in thickness:
    current_inner.append(k[1]*dt**0.44*np.power(i*width*1.55, 0.725))


fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_title("current (delta T = 10degC) vs line width")
for i, c in enumerate(current_outer):
    ax.plot(width, c, label="{}_{}um".format(k_label[0], thickness[i]))
for i, c in enumerate(current_inner):
    ax.plot(width, c, linestyle = "dashed", label="{}_{}um".format(k_label[1], thickness[i]))
ax.set_xlim(0, 5)
ax.set_ylim(0, 10)
ax.set_xticks(np.arange(0, 5, 0.2), minor=True)
ax.set_yticks(np.arange(0, 10, 0.5), minor=True)
ax.set_xlabel("line width [mm]")
ax.set_ylabel("Current [A]")
ax.legend()
ax.grid(which="both")
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