PCB トレース幅: 取締役会のパフォーマンスにとって重要な理由

PCB トレース幅とは、特に、プリント基板全体に重要な信号と電力を伝送する銅線トレースの幅を指します。. 適切な配線幅の決定は、電流密度に影響を与える PCB 設計の重要な考慮事項です。, 温度上昇, シグナルインテグリティ, 製造可能性, もっと. あらゆる固有の状況に対応できる万能のトレース幅はありません。. 代わりに, 最適なバランスを見つけるには、特定の設計要件と制約に関係するため、相互に関連する各要素を注意深く比較検討する必要があります。. トレース幅の計算にどのような要因が影響するのか、またそれらを正しく行うことが重要である理由について詳しくは、以下をお読みください。.

PCB トレース幅の重要性

プリント基板上の信号および電力経路に最適な配線幅を見つけるには、重要なトレードオフを行う必要があります。. トレースが狭いほど、ボード上で占有する物理スペースが少なくなります。, より高密度のレイアウトが可能になる. しかしながら, これらの狭い配線には、電気抵抗の増加や時間の経過とともに信頼性への影響などの欠点が伴います。. あるいは, 配線幅が広いと抵抗が低くなり、より大きな電流を問題なく処理できます。, ただし、PCB 上の総面積をより多く消費します. 設計上の制約を考慮して最適なトレース幅を決定するには、これらの競合する要素間の適切なバランスを取る必要があります。.

基板スペースの使用率への影響だけではありません, PCB トレース幅を適切に設定することには、パフォーマンスと生涯信頼性に関する追加の影響があります。. 狭くても高電流のトレースは過熱し、文字通りボードや接続されているコンポーネントを損傷する可能性があります. 幅が広すぎるトレースは接触する可能性があります エレクトロマイグレーション 標準ではありますが、他の重要な信号をルーティングする能力は妨げられます. これらの基本的な PCB 構成要素から多くの影響を受けるため、, トレース幅を決定するには、適切な設計上の考慮事項を適用することが不可欠です.

参考文献: PCB トレースの基本ガイド: 基本を理解する.

PCB トレース幅に影響を与える主な要因

トレース幅は通常ミル単位で測定されます, これは 1000 分の 1 インチに相当します. 特別な要件のない通常の信号の場合, 標準のトレース幅は、多くの場合、次の範囲のどこかに収まります。 7-12 ミルズ. しかしながら, 適切なトレース幅の選択に影響を与える重要な要素が多数あります。:

• 電流容量

適切な配線幅を決定するには、現在の容量ニーズと利用可能なスペースの制約のバランスをとる必要があります。. トレースは、基板に損傷を与える可能性のある過度の温度上昇を招くことなく、予想される電流負荷を安全に伝送できるように設計する必要があります。. これはトレース幅自体と銅の重量の関数です, 層が厚いと熱がより良く分散されます. しかしながら, 必要のない場所で大きすぎるトレースを使用すると、貴重なレイアウト領域が無駄になります, 特に密な場合 多層基板.

• 空きスペース

もう 1 つの重要な側面は、PCB レイアウトの特定のセクションでトレースに利用できる物理スペースです。. トレースの幅が広いほど、より多くの配線領域が必要になります, コンポーネントの配置や密なトレース パスを制限する, ピン数の多いデバイスが詰め込まれた多層ボードなどの混雑したデザイン. スペースが貴重な、より複雑なボードの場合, 制限により、特定の電流負荷に使用される配線よりも狭い配線の使用が必要になる場合があります。. このため、最終的な幅を選択する際には、電気的ニーズと物理的なスペースの制約の両方を考慮する必要があります。.

• 製造上の制限

製造能力により、実現可能なトレース形状も通知されます. 下に非常に薄い跡があります 4-5 ミルは製造上の欠陥や標準プロセスの破損のリスクが高い. 公差が厳しくなると、信頼性の高い大量生産がさらに複雑になります. しかしながら, 経済的要因により、製造施設は上記の最小限の機能を目標とするようになります 8 可能な場合はミル. これらのプロセス制限を理解することで、設計されたトレース幅の堅牢性とコストのバランスが確保されます。.

• トレースの終了

特定のトレース終了方法は、幅の適合性にも影響します。. 層間を移行するビアは周囲のバレルを組み込んで局所的な加熱を軽減します。. しかし、単純なオープンスタブは、電流を散逸するためにトレース自体にのみ依存します。, 必要に応じて少し大きめの幅を提案する. すべての場合において, 適切な幅により安定した電気接続が保証されます.

• インピーダンス制御

信号間インピーダンスの制御も配線幅の考慮事項です, 特に一致したクリティカル パスの場合. ペアの配線幅に偏差があると、特性インピーダンス値が変化します。, 歪みを生み出す. 同様に, パッドの境界面での幅の変化は滑らかに変化を制御するテーパ状にする必要があります. 基準面の間隔などの詳細は、幅と誘電体の高さの比率によって計算をさらに複雑にします。.

• パッド接続

パッド形状への取り付けは適切なトレース開口部に影響を与えます. 特大のパッドやピンからネックダウンになることが多いトレース, 流れを助け、不連続性を減らす. ただし、コンポーネントの密度とピッチにより、接続間隔に基づく下限制約が課されます。. 一緒に, これらの要因により、特定のパッド インターフェイスの最小幅が決まります。.

トレース幅の計算方法?

適切な PCB トレース幅の計算に役立つさまざまな無料オンライン ツール. などの重要な詳細を入力した後、:

• 目標電流 (アンペア)
• 希望温度上昇 (例えば. 10周囲温度を上回る °C)
• 対応する最大トレース温度
• 銅の厚さ (共通の価値観: 1オンス/35μmまたは2オンス/70μm)
• 想定周囲温度

これらの計算機は、指定された電流を流している間の過熱を避けるために必要な最小トレース幅を出力します。.

制御されたインピーダンス配線用, 次のような追加パラメータが必要です:

• ターゲットインピーダンス (例えば. 50 オーム)
• 相対的な PCB 誘電体の厚さと PCB 材料の種類
• グランド/電源プレーンの存在

電気要件と基板構造の詳細をオンラインの PCB トレース幅計算ツールに入力することにより、, 信号と電力の両方のトレースに適した幅を決定できます。.

最終的な考え

PCB 上の見落とされがちな銅配線の幅設計は、電圧降下から製造可能性まであらゆることに影響します。. 最適なトレース幅を見つけるには、PCB トレース電流容量間のトレードオフをナビゲートする必要があります。, スペースの制限, 製造限界, 等々. 配線幅の適合性に影響を与える重要な要素を理解する, 設計者は、オンラインの PCB トレース幅計算ツールを活用して、過剰設計をせずに必要な機能を実現する幅を決定できます。.

しかしながら, これらのトレース幅のトレードオフをナビゲートするための広範な専門知識が不足している場合, ベテランの PCB レイアウト専門家と提携するのが賢明です. 専門の設計者が専門的なガイダンスを提供し、プロトタイピングの反復および量産全体にわたってパフォーマンス目標に合わせて最適なトレース幅を選択できるようにします。. PCB トレースについてまだ質問がある? ここをクリック 当社の専門家に相談する.