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Pergunta : Gostaria que você me informasse onde posso obter
informação sobre normas técnicas para confeção de placas de circuito
impresso, por exemplo, relação de diâmetro entre o furo e a ilha, largura e
espaçamento mínimo entre trilhas, etc. Resposta : Cálculos Dois dos fenómenos a considerar no dimensionamento das trilhas (ou pistas ou filetes) nos circuitos impressos são a queda de tensão e a dissipação de energia por efeito de Joule. Queda de tensão Considerando a resistividade do cobre ρ = 0,017 Ω mm2 / m e uma espessura do cobre de 0,05 mm (50 μm), a resistência R de uma trilha de comprimento l (em metro) e largura b (em mm) virá : A densidade de corrente J máxima é de 35 A / mm2 e a densidade de potência máxima é de 2,5 mW / mm2. Exemplo - cálculo da largura mínima de uma trilha Tensão aos terminais da trilha = 5 V ; corrente = 4 A ; comprimento = 6 cm. a) Queda de tensão Largura mínima da trilha = 1,6 mm b) Densidade de corrente Largura mínima da trilha = 2,3 mm c) Das alíneas a) e b), a largura mínima deve ser 2,3 mm (o maior valor). |
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Queda de tensão - Temperaturas acima de 20º C Os cálculos anteriores foram feitos para 20º C. Como os componentes podem atingir valores superiores, a resistividade do cobre aumenta. Aumentando a resistência das trilhas, é maior a queda de tensão. Para não ultrapassar o valor máximo de tensão desejado, haverá que aumentar a largura das trilhas. No quadro seguinte apresentam-se valores da resistência para as temperaturas de 20º C, 50º C e 85º C, considerando-se espessuras das trilhas de 35 μm e de 70 μm, para larguras de 0,1 a 5 mm. Resistência da trilha em Ω / m
Por exemplo, a resistência de 1m de trilha de 0,5 mm de largura e de 35 μm de espessura, à temperatura de 20º C é 1 Ω. Se a temperatura do componente for 50ºC (o que é vulgar), a resistência será 1,26 Ω, produzindo maior queda de tensão. Se necessário, utiliza-se a largura de 1 mm, que oferece uma resistência de 0,63 Ω. |
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Potência dissipada - elevação de temperatura Já se referiu a questão da potência dissipada. O quadro seguinte apresenta o aumento de temperatura verificado em cada trilha consoante a corrente e a espessura. Os espaços em branco correspondem a aumentos de temperatura sem problemas.
Para correntes da ordem dos miliampère não há problemas. Para correntes superiores, a temperatura atingida pode ser perigosa. Por exemplo, para 1 A, numa trilha com 0,1 mm de largura há um aumento de temperatura de 100º C, mas com 0,5 mm esse valor baixa para 8º C e para 1 mm é ainda menor. Este último valor é o mais indicado e acima dele é desnecessário. Em torno dos furos a largura do cobre deve acompanhar a das trilhas. Diâmetros dos furos
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Normalização Os circuitos impressos devem ser aplicados sobre uma retícula, uma grelha de malha quadrada, em cujos nós de intersecção devem estar os componentes a montar. 1 - Norma de IEC (International Electrical Comission) -
Publicação 97 de Outubro de 1957 "Recommendations for fundamental
parameters for printed wiring tecniques" Medida da retícula = 2,54 mm (0,1 polegada) 2 - Norma alemã DIN 40801 (Circuitos impressos Directrizes) - Técnica A-1 Medida da retícula = 2,5 mm Diâmetro unificado de furos = 1,3 + 0,1 mm (placas com 1,5 mm de espessura) 3 - Espessuras normalizadas das placas : 1 - 1,5 - 2 - 2,5 - 3 mm (preferida 1,5 mm) 4 - Técnica Epsilon (Técnica B-1) - Norma IEC Esta técnica resultou da necessidade da miniaturização. A dimensão internacional da retícula é Diâmetro dos furos = 0,8 mm D = d + 2 b 5 - Técnica A-1 Largura normal mínima da trilha = 0,8 mm Separação mínima entre condutores = 0,8 mm Processo de fotogravação : os valores anteriores passam para 0,2 mm ; Para trilhas com mais de 5 cm recomenda-se antes o valor de 1 mm. |