La largeur des traces du PCB fait spécifiquement référence à la largeur des traces de cuivre qui transportent les signaux vitaux et l'alimentation à travers la carte de circuit imprimé.. La détermination des largeurs de trace appropriées est une considération importante dans la conception des PCB ayant un impact sur la densité de courant., hausse de température, l'intégrité du signal, fabricabilité, et plus. Il n’existe pas de largeur de trace unique qui conviendra à chaque situation unique.. Au lieu, trouver l'équilibre optimal nécessite de peser soigneusement chacun de ces facteurs interconnectés en fonction de vos exigences et contraintes de conception spécifiques.. Lisez la suite pour en savoir plus sur les facteurs qui influencent le calcul des largeurs de trace et pourquoi il est important de les obtenir correctement..
Importance de la largeur des traces de PCB
Trouver la largeur de trace optimale pour les signaux et les chemins d'alimentation sur votre carte de circuit imprimé nécessite de faire des compromis importants. Les traces plus étroites occupent moins d'espace physique sur le tableau, permettant des mises en page plus denses. pourtant, ces traces étroites présentent des inconvénients comme une résistance électrique accrue et des impacts sur la fiabilité au fil du temps. Alternativement, des traces plus larges offrent une résistance plus faible et peuvent gérer des courants plus élevés sans problème, mais consomme plus de surface totale sur votre PCB. Déterminer les largeurs de trace les plus appropriées compte tenu de vos contraintes de conception implique de trouver le bon équilibre entre ces facteurs concurrents..
Au-delà de leurs effets sur l'utilisation de l'espace à bord, obtenir la bonne largeur de trace de PCB a des implications supplémentaires liées aux performances et à la fiabilité à vie. Des traces de courant étroites mais élevées peuvent surchauffer et littéralement endommager votre carte ou les composants qui y sont connectés.. Des traces trop larges peuvent se rencontrer électromigration normes mais entravent votre capacité à acheminer d'autres signaux critiques. Avec tant de choses affectées par ces éléments fondamentaux des PCB, il est essentiel d'appliquer une considération de conception appropriée à la détermination de vos largeurs de trace.
Lectures complémentaires: Le guide essentiel des traces de PCB: Comprendre les bases.
Facteurs clés influençant la largeur des traces de PCB
Les largeurs de trace sont généralement mesurées en mils, ce qui équivaut à un millième de pouce. Pour les signaux ordinaires sans exigences particulières, les largeurs de trace standard se situent souvent quelque part entre 7-12 mils. pourtant, il existe de nombreux facteurs importants qui influencent la sélection d'une largeur de trace appropriée:
- Capacité actuelle
Déterminer la largeur de trace appropriée nécessite d'équilibrer les besoins actuels en capacité avec les contraintes d'espace disponible. Les traces doivent être conçues pour supporter en toute sécurité les charges de courant attendues sans augmentation excessive de la température qui pourrait endommager les cartes.. Ceci est fonction de la largeur de la trace elle-même ainsi que du poids du cuivre., avec des couches plus épaisses dispersant mieux la chaleur. pourtant, l'utilisation de traces surdimensionnées là où elles ne sont pas nécessaires gaspille une zone de mise en page précieuse, surtout sur dense panneaux multicouches.
- Disponibilité de l'espace
Un autre aspect clé est l'espace physique disponible pour les traces dans une section donnée du circuit imprimé.. Des traces plus larges occupent plus de zone de routage, limiter les placements de composants ou les chemins de trace dans des environnements denses, conceptions encombrées comme des cartes multicouches remplies de dispositifs à nombre élevé de broches. Dans les tableaux plus complexes où l’espace est limité, des restrictions peuvent dicter l'utilisation de traces plus étroites que celles qui seraient autrement utilisées pour une charge de courant donnée. Cela nécessite de peser à la fois les besoins électriques et les contraintes d'espace physique lors de la sélection d'une largeur finale..
- Limites de fabrication
Les capacités de fabrication éclairent également les géométries de traces réalisables. De très fines traces sous 4-5 les mils présentent un risque élevé de défauts de fabrication ou de ruptures avec les processus standard. Des tolérances plus strictes compliquent encore davantage la production fiable en volume. pourtant, les facteurs économiques conduisent les installations de fabrication à cibler les caractéristiques minimales ci-dessus 8 mils quand je le peux. Comprendre ces limites de processus garantit que les largeurs de trace conçues équilibrent robustesse et coûts..
- Terminaison du suivi
La méthode spécifique de terminaison de trace a également un impact sur l'adéquation de la largeur. Les traces de transition entre les couches intègrent les barils environnants pour atténuer l'échauffement localisé. Mais les simples talons ouverts dépendent uniquement de la trace elle-même pour dissiper les courants., suggérer des largeurs légèrement surdimensionnées selon les besoins. Dans tous les cas, des largeurs appropriées garantissent des connexions électriques stables.
- Contrôle d'impédance
Le contrôle de l'impédance inter-signaux est une autre considération de largeur de trace, en particulier pour les chemins critiques correspondants. Tout écart dans les largeurs de trace appariées modifie les valeurs d'impédance caractéristiques, créer des distorsions. De même, les changements de largeur au niveau des interfaces des tampons doivent être effilés, contrôler les variations en douceur. Des détails tels que l'espacement du plan de référence compliquent encore les calculs en raison des rapports entre la largeur et les hauteurs diélectriques..
- Connexions des pads
Les attaches aux géométries des tampons influencent les ouvertures de trace appropriées. Traces souvent descendantes provenant de tampons ou d'épingles surdimensionnés, faciliter l’écoulement et réduire les discontinuités. Mais les densités et les pas des composants imposent des contraintes de limites inférieures basées sur l'espacement des connexions.. Ensemble, ces facteurs informent sur les largeurs minimales pour une interface de pad donnée.
Comment calculer la largeur du tracé?
Divers outils en ligne gratuits aident à calculer les largeurs de traces de PCB appropriées. Après avoir saisi les détails clés comme:
- Courant cible (Ampères)
- Élévation de température souhaitée (par ex.. 10°C au-dessus de la température ambiante)
- Température de trace maximale correspondante
- Épaisseur de cuivre (Valeurs communes: 1once/35um ou 2oz/70um)
- Température ambiante supposée
Ces calculatrices génèrent la largeur de trace minimale nécessaire pour éviter la surchauffe tout en transportant le courant spécifié..
Pour les traces à impédance contrôlée, des paramètres supplémentaires sont requis comme:
- Impédance cible (par ex.. 50 ohms)
- Épaisseur diélectrique relative du PCB et Type de matériau PCB
- Présence d'avions au sol/puissance
En connectant les exigences électriques et les détails de construction de la carte dans un calculateur de largeur de trace de PCB en ligne, des largeurs appropriées pour les signaux et les traces de puissance peuvent être déterminées.
Dernières pensées
La conception en largeur des traces de cuivre souvent négligées sur les PCB a un impact sur tout, des chutes de tension à la fabricabilité.. Trouver la largeur de trace optimale nécessite de faire des compromis entre la capacité de courant de trace des PCB, restrictions d'espace, limites de fabrication, etc. Avec une compréhension des éléments clés qui influencent l'adéquation de la largeur de trace, les concepteurs peuvent exploiter les calculateurs de largeur de trace de PCB en ligne pour déterminer les largeurs qui fournissent les fonctions nécessaires sans surconception.
pourtant, si vous manquez d'expertise approfondie pour gérer ces compromis en matière de largeur de trace, il s'avère judicieux de s'associer à un spécialiste chevronné de la disposition des circuits imprimés. Un concepteur expert fournit des conseils professionnels pour garantir des sélections optimales de largeur de trace alignées sur les objectifs de performances lors des itérations de prototypage et de la production en volume.. Vous avez encore des questions sur la trace des PCB? Cliquez ici pour consulter nos experts.
