Der wesentliche Leitfaden für PCB-Leiterbahnen: Die Grundlagen verstehen

In der Welt der Elektronik, PCB-Leiterbahnen spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung eines effizienten Betriebs. Diese Pfade auf Leiterplatten (Leiterplatten) erleichtern den Signalfluss, Leistung, und Daten, Verbindung elektronischer Komponenten. Für Ingenieure und Designer ist es von entscheidender Bedeutung, die Bedeutung und Funktionalität von PCB-Leiterbahnen zu verstehen. Richtige Spurbreite, Länge, Impedanz, und Routing sind unerlässlich. In diesem umfassenden Leitfaden werden die Prinzipien des Trace-Designs erläutert, Berechnungen der Spurbreite, Vorschläge für besseres Design, und Spurenreparaturtechniken.

Was ist eine PCB-Leiterbahn??

Eine PCB-Leiterbahn ist ein leitender Pfad auf einer Leiterplatte, der elektronische Komponenten verbindet. Typischerweise handelt es sich um eine dünne Leitung aus Kupfer oder einem anderen leitenden Material, die elektrische Signale zwischen verschiedenen Komponenten überträgt, wie integrierte Schaltkreise, Widerstände, Kondensatoren, und Anschlüsse, auf der Platine. Diese Leiterbahnen dienen der Übertragung von Signalen und Strom unter Beibehaltung spezifischer elektrischer Eigenschaften, wie z.B. Impedanz, Signalintegrität, und Minimierung elektromagnetischer Störungen (EMI). Das Layout und Design von PCB-Leiterbahnen spielen eine entscheidende Rolle für die Gesamtleistung und Funktionalität elektronischer Geräte.

Das verstehen PCB-Leiterbahndicke

Die Dicke der PCB-Leiterbahn spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Fähigkeit der Leiterbahn, Strom zu führen, Behandeln Sie die Wärmeableitung, und äußeren Faktoren widerstehen. Eine dickere Leiterbahn kann höhere Stromstärken ohne Überhitzung übertragen, Reduzierung des Risikos von Stromausfällen. Außerdem, Eine dickere Leiterbahn kann auch die Wärme effektiver ableiten, Gewährleistung der Zuverlässigkeit der Komponenten. Auf der anderen Seite, Eine dünnere Leiterbahn ermöglicht kompaktere Designs und eine feinere Führung, Es kann jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Strombelastbarkeit und der Wärmeableitung geben. PCB-Designer und -Hersteller berücksichtigen sorgfältig die spezifischen Anforderungen einer Schaltung, wenn sie die geeignete Leiterbahndicke bestimmen, ausgleichende Faktoren wie aktuelle Anforderungen, Raumbeschränkungen, Signalintegrität, und thermische Überlegungen, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu erreichen.
Es gibt eine Reihe gängiger PCB-Leiterbahndicken, typischerweise in Zoll oder Millimetern gemessen. Diese schließen ein 0.008 Zoll zu 0.240 Zoll (oder 0.2 mm bis 6.0 mm). Einige konkrete Beispiele sind: 0.2 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.3 mm, und so weiter.

So berechnen Sie die Leiterbahnbreite einer Leiterplatte

In der Regel, Wir verwenden einen professionellen Rechner, um die Leiterbahnbreite basierend auf Industriestandards zu berechnen, Im Folgenden stellen wir die beiden gängigsten Standards vor: IPC2221 und IPC2152:

IPC 2221:
Eingeführt in 1954, der IPC 2221 Der Computer verwendet eine Kombination aus Diagrammen und der Formel I=kΔTbAc, um den durch eine Leiterbahn fließenden Strom zu bestimmen. Der Wert von k hängt davon ab, ob das Routing sichtbar ist (0.048) oder intern (0.024). Die Temperaturänderung, dargestellt als Delta T, spielt eine entscheidende Rolle. zusätzlich, b bleibt konstant bei 0.44, während A die Querschnittsfläche der Spur darstellt. Es ist wichtig, Werte innerhalb des angegebenen Bereichs zu verwenden, um während des Berechnungsprozesses genaue Ergebnisse zu erzielen. Der Strom sollte zwischen liegen 0 und 35 Ampere, Dabei darf die Kupferbreite nicht überschritten werden 0.5 oz oder unterschreiten 3 oz. Die Auswahl der Spurbreite liegt im Bereich von 0 zu 10.16 mm. Außerdem, die Temperatur schwankt dazwischen 10 und 100 Grad Celsius.

IPC 2152:

Im Vergleich zu IPC2221, Die Entwicklungszeit von IPC2152 wurde aktualisiert, und die relevanten Parameter wie Material und Dicke der Leiterplatte wurden vollständig berücksichtigt, Dadurch werden die Berechnungsergebnisse genauer. Die Ära, in der man sich bei Berechnungen ausschließlich auf einfache Formeln verlassen konnte, ist vorbei, Dies machte der Einführung ausgefeilterer technischer Methoden Platz. Anfänglich, Zur Ermittlung der anfänglichen Querschnittsfläche wird ein Diagramm verwendet. Anschließend, Parameter werden verwendet, um Korrelationskoeffizienten wie abzuleiten PCB-Dicke. Im Anschluss daran, die unbereinigte Querschnittsfläche wird mit dem Koeffizienten multipliziert, Daraus ergibt sich die angepasste Querschnittsfläche.

Vorschläge zum Besser PCB-Trace-Design

Das richtige PCB-Leiterbahndesign ist von entscheidender Bedeutung, was sich auf die Gesamtleistung auswirkt, Funktionalität, und Zuverlässigkeit des Vorstandes. Nachfolgend listen wir einige Designtipps auf:

• Routing-Optionen

Das Routing kann in manuelle Verkabelung und automatische Verkabelung unterteilt werden. Während die automatische Verdrahtung ein integraler Bestandteil der PCB-Designsoftware ist, Designer können sich nicht ausschließlich auf diese Funktionalität verlassen. Die manuelle Verkabelung ist unerlässlich, um der Kreativität und Flexibilität des Designers freien Lauf zu lassen, denn das automatische Routing dient in erster Linie als zeitsparendes Tool.

• Auswahl der Breite von PCB-Leiterbahnen

Die Auswahl der PCB-Leiterbahnbreite ist für den Schaltungsbetrieb von großer Bedeutung. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die Breite der Leiterbahnen auf der Leiterplatte angemessen ist, um die Kapazität zu bewältigen und einen reibungslosen Stromfluss zu ermöglichen. Um eine Überhitzung der Leiterplatte zu verhindern, ist die genaue Bestimmung der Mindestbreite unerlässlich, was sich direkt auf das Wärmemanagement und die Gesamtleistung auswirkt.

• Verbinden Sie sich mit der Grundebene

Um eine konsistente Spannungsmessung über alle einzelnen PCB-Leiterbahnen hinweg sicherzustellen, Es ist wichtig, jede Leiterbahn mit der Erdungsebene und nicht mit einem separaten Erdungspunkt zu verbinden. Die Grundebene dient als gemeinsamer Bezugspunkt für alle Gleise, Vermeidung von Spannungs- und Widerstandsschwankungen. Um das zu erreichen, Es empfiehlt sich, unterhalb des signalführenden Pfades eine solide Erdungsebene zu schaffen, da es die Störfestigkeit erhöhen und die Impedanz verringern kann. Außerdem, Durch die Platzierung von Strom- und Erdungsebenen in der innersten Schicht der Platine kann eine Verformung oder Trennung von Bauteilen durch Platinenverbiegung verhindert werden.

• Minimieren Sie die kapazitive Kopplung

Um die Auswirkungen zu minimieren kapazitive Kopplung verursacht durch benachbarte Gleise und Grundflächen, Es empfiehlt sich, die Leiterbahnen auf der Leiterplatte für die Stromversorgung und die analogen Signale zu trennen. Diese Trennung trägt dazu bei, unerwünschte kapazitive Kopplung zwischen den Leiterbahnen oberhalb und unterhalb der Grundebene zu reduzieren. Außerdem, Der Einsatz von Entkopplungskondensatoren ist eine wirksame und kosteneffiziente Maßnahme zur Abschwächung der kapazitiven Kopplung in praktischen Schaltungsentwürfen.

• Separate Hochgeschwindigkeit&Signale mit niedriger Geschwindigkeit

Halten Sie Hochgeschwindigkeitssignalspuren von Signalen mit niedriger Geschwindigkeit getrennt, um Übersprechen und Interferenzen zu minimieren. Dies kann erreicht werden, indem Leiterbahnen auf verschiedenen Ebenen verlegt werden oder indem Masseebenen als Isolationsbarrieren verwendet werden.

So reparieren Sie Leiterplattenspuren?

Ebenso wichtig ist der Erwerb von Kenntnissen zur Behebung von PCB-Leiterbahnproblemen. Wenn das Netzteil Probleme wie Displayfehler oder ungewöhnliche Geräusche aufweist, Dies weist auf die Notwendigkeit einer Reparatur der Leiterplattenspuren hin. Im Folgenden finden Sie die detaillierten Schritte zur Reparatur von Leiterplattenspuren:

1. Beginnen Sie mit der Lokalisierung der beschädigten Leiterbahn auf der Leiterplatte.
2. Entfernen Sie die beschädigte Spur vorsichtig mit einem Schneidwerkzeug, Achten Sie darauf, keine Komponenten in der Nähe zu beschädigen.
3. Reinigen Sie die beschädigten Stellen, bis sie eine kupferfarbene Farbe aufweisen, und Lot auf die freiliegenden Bereiche auftragen.
4. Verwenden Sie zum Reinigen des Reparaturbereichs ein Reinigungspapiertuch oder einen Lösungsmittel-Reinigungsstift. Tragen Sie Flussmittel auf die vorhandene Schiene auf und verwenden Sie einen Lötkolben, um das Löten beider Abschnitte der Schiene zu erleichtern.
5. Wählen Sie einen geeigneten Ersatzdraht, der in gutem Zustand ist und die entsprechende Größe hat.
6. Verzinnen Sie die Enden des Ersatzdrahtes.
7. Wenn das Ersatzkabel geeignet ist, Entfernen Sie die Isolierung an beiden Enden und löten Sie sie fest.
8. Löten Sie ein Ende des Ersatzdrahtes. Stellen Sie sicher, dass ein Abschnitt des neuen Kabels die vorhandene Leiterbahn um mindestens die doppelte Breite der Leiterplattenleiterbahn überlappt. Sichern Sie den Draht mit Klebeband, Tragen Sie Flussmittel auf die Überlappung auf, Löten Sie den Draht, und verfolge es gemeinsam.
9. Formen Sie den Draht flexibel nach spezifischen Bedürfnissen und Anforderungen.
10. Befestigen Sie den Draht mit Werkzeugen wie Klebeband oder Kleber sicher an der Oberfläche der Leiterplatte.
11. Schließlich, Löten Sie das andere Ende des Ersatzdrahtes.
12. Nach dem Löten, Schließen Sie den Reparaturvorgang ab und stellen Sie sicher, dass die Verbindung normal ist. Entfernen Sie alle verbleibenden Rückstände oder Flecken.

Abschließende Gedanken

Durch die ordnungsgemäße Leiterbahnführung auf der Leiterplatte wird die Leistung der Leiterplatte gewährleistet, Verlässlichkeit, und Wirtschaftlichkeit, Herstellung PCB-Design und Herstellung einfacher. Deshalb, Es ist wirklich notwendig, die Grundkenntnisse der Leiterplattenleiterbahnen und der Routing-Designfähigkeiten zu verstehen. Als führender Leiterplattenhersteller, MOKO Technology beherrscht alle Aspekte des Leiterplattenwissens, wenn Sie noch Fragen zu PCB-Leiterbahnen haben, du kannst erreichen Sie uns, Unsere Experten helfen Ihnen gerne weiter.