PCB İz Genişliği Hesaplama
Akım ve sıcaklık artışına göre PCB iz genişliği.
PCB İz Genişliği Hesabı
PCB İz Genişliği Neden Önemli?
PCB'de her bakır iz belirli bir dirençle akım taşır; aşırı akım izi ısıtır ve laminatı hasar verebilir. IPC-2221A standardı, iz genişliğini akım kapasitesi ve kabul edilebilir sıcaklık artışına göre belirleme yöntemini tanımlar. İç katmanlarda konveksiyonla soğutma olmadığından aynı akım için daha geniş iz gereklidir. Güç izleri için %50–100 güvenlik payı uygulamak profesyonel PCB tasarımında standart pratiktir.
IPC-2221A Hesaplama Formülleri
Minimum iz genişliği (dış): W = (I / (k × ΔT^0.44))^(1/0.725) / T
k katsayısı: Dış katman: 0,048 | İç katman: 0,024
Kesit alanı: A = W × T (mil cinsinden)
İz direnci: R = ρ × L / A — ρ=1,724×10⁻⁸ Ω·m (bakır)
Gerilim düşümü: ΔV = I × R
Örnek Hesaplama
Sonuç yaklaşık 54,5 mA; güç hesabı ise V × I formülüyle yapılır.
Sık Sorulan Sorular
Güç izleri için ne kadar güvenlik payı bırakılmalı?
IPC-2221 değerleri minimum güvenli değerlerdir; pratik tasarımda %50–100 güvenlik payı önerilir. Örneğin hesap 1 mm sonuç veriyorsa 1,5–2 mm kullanmak daha güvenlidir. Yüksek frekans sinyalleri için empedans kontrollü izlerde genişlik kesin değerden sapamaz; bu durumda güç izlerinden farklı kurallar uygulanır.
Via (delik) akım kapasitesi nasıl hesaplanır?
Via, çevresi ile bakır kalınlığı çarpımıyla belirlenen etkin kesit alanına sahip bir silindir gibi davranır. Basit formül: I_via = k × d × T^0.44 × ΔT^0.55 (d=via çapı). Güç vialarında birden fazla via paralel bağlamak akım kapasitesini artırır. 1A+ için tek via yerine 2–4 paralel via tercih edilmesi yaygın uygulamadır.
İmpedans kontrollü iz genişliği farklı mı hesaplanır?
Evet. 50Ω gibi belirli bir empedans hedefi olan izlerde genişlik; dielektrik kalınlığı, bakır kalınlığı ve dielektrik sabiti (Dk) ile belirlenir. Microstrip ve stripline için farklı formüller kullanılır. Bu izlerde genişlik önce empedans hesabından belirlenir; ardından akım kapasitesi kontrolü yapılır. İkisi çelişiyorsa tasarım yaklaşımı yeniden değerlendirilir.