A largura do traço da PCB refere-se especificamente à largura dos traços de cobre que transportam sinais vitais e energia através da placa de circuito impresso. Determinar larguras de traço apropriadas é uma consideração importante no projeto de PCB, impactando a densidade de corrente, aumento de temperatura, Integridade do Sinal, capacidade de fabricação, e mais. Não existe uma largura de traço única que funcione para cada situação única. Em vez de, encontrar o equilíbrio ideal requer pesar cuidadosamente cada um desses fatores interconectados, pois eles pertencem aos seus requisitos e restrições específicas de projeto. Continue lendo para saber mais sobre quais fatores influenciam o cálculo das larguras dos traços e por que acertá-los é importante.
Importância da largura do traço PCB
Encontrar a largura de traço ideal para os sinais e caminhos de energia em sua placa de circuito impresso requer trocas importantes. Traços mais estreitos ocupam menos espaço físico no quadro, permitindo layouts mais densamente compactados. Contudo, esses traços estreitos apresentam desvantagens, como aumento da resistência elétrica e impactos na confiabilidade ao longo do tempo. alternativamente, traços mais largos fornecem menor resistência e podem lidar com correntes mais altas sem problemas, mas consuma mais área total em seu PCB. Determinar as larguras de traço mais apropriadas dadas as restrições do seu projeto envolve encontrar o equilíbrio certo entre esses fatores concorrentes.
Além de apenas seus efeitos na utilização do espaço a bordo, acertar a largura do traço do PCB tem implicações adicionais relacionadas ao desempenho e à confiabilidade vitalícia. Traços de corrente estreitos, mas altos, podem superaquecer e literalmente danificar sua placa ou componentes conectados. Traços excessivamente largos podem se encontrar eletromigração padrões, mas prejudicam sua capacidade de rotear outros sinais críticos. Com tanta coisa afetada por esses blocos de construção fundamentais do PCB, aplicar considerações de projeto apropriadas para determinar as larguras dos traços é essencial.
Leitura adicional: O Guia Essencial para Traços de PCB: Entendendo o básico.
Principais fatores que influenciam a largura do rastreamento do PCB
As larguras dos traços são normalmente medidas em mils, que equivale a um milésimo de polegada. Para sinais comuns sem requisitos especiais, larguras de traço padrão geralmente ficam em algum lugar entre 7-12 mils. Contudo, há muitos fatores importantes que influenciam a seleção de uma largura de traço apropriada:
- Capacidade atual
Determinar a largura de rastreamento apropriada requer equilibrar as necessidades atuais de capacidade com as restrições de espaço disponível. Os traços devem ser projetados para transportar com segurança as cargas de corrente esperadas, sem aumentos excessivos de temperatura que podem danificar as placas. Isto é uma função da própria largura do traço, bem como do peso do cobre, com camadas mais espessas dispersando melhor o calor. Contudo, usar traços de tamanho grande onde não são necessários desperdiça área valiosa de layout, especialmente em denso placas multicamadas.
- Disponibilidade de espaço
Outro aspecto fundamental é o espaço físico disponível para traços em uma determinada seção do layout da PCB.. Traços mais amplos ocupam mais área de roteamento, limitando posicionamentos de componentes ou caminhos de rastreamento em ambientes densos, designs lotados, como placas multicamadas repletas de dispositivos com alta contagem de pinos. Em placas mais complexas onde o espaço é escasso, restrições podem ditar o uso de traços mais estreitos do que seriam utilizados para uma determinada carga de corrente. Isto requer pesar as necessidades elétricas e as restrições de espaço físico ao selecionar uma largura final.
- Limitações de fabricação
As capacidades de fabricação também informam geometrias de traços viáveis. Traços muito finos sob 4-5 mils são de alto risco para defeitos de fabricação ou quebras de processos padrão. Tolerâncias mais restritas complicam ainda mais a produção em volume confiável. Contudo, fatores econômicos levam as instalações de fabricação a atingir recursos mínimos acima 8 mils quando possível. A compreensão dessas limitações do processo garante que as larguras de rastreamento projetadas equilibrem robustez e custos.
- Terminação de rastreamento
O método específico de terminação de rastreamento também afeta a adequação da largura. Vias de transição entre camadas incorporam barris circundantes para aliviar o aquecimento localizado. Mas stubs abertos simples dependem apenas do próprio traço para dissipar as correntes, sugerindo larguras ligeiramente grandes conforme necessário. Em todos os casos, larguras adequadas garantem conexões elétricas estáveis.
- Controle de Impedância
O controle da impedância entre sinais é outra consideração sobre a largura do traço, especialmente para caminhos críticos correspondentes. Quaisquer desvios nas larguras dos traços emparelhados alteram os valores de impedância característica, criando distorções. similarmente, mudanças de largura nas interfaces dos pads devem ser afuniladas suavemente controlar variações. Detalhes como espaçamento entre planos de referência complicam ainda mais os cálculos por meio de relações entre largura e altura dielétrica.
- Conexões de almofada
Os anexos às geometrias das almofadas influenciam as aberturas adequadas dos traços. Traços geralmente do pescoço para baixo de almofadas ou alfinetes grandes, auxiliando o fluxo e reduzindo descontinuidades. Mas as densidades e os passos dos componentes impõem restrições de limites inferiores com base no espaçamento da conexão. Junto, esses fatores informam as larguras mínimas para uma determinada interface de pad.
Como calcular a largura do traço?
Várias ferramentas online gratuitas ajudam a calcular larguras de rastreamento de PCB apropriadas. Depois de inserir detalhes importantes como:
- Corrente alvo (Amperes)
- Aumento de temperatura desejado (p.. 10°C acima da temperatura ambiente)
- Temperatura máxima de traço correspondente
- Espessura de cobre (valores comuns: 1onças/35um ou 2 onças/70um)
- Temperatura ambiente assumida
Essas calculadoras geram a largura de traço mínima necessária para evitar superaquecimento durante o transporte da corrente especificada.
Para traços de impedância controlada, parâmetros adicionais são necessários como:
- Impedância alvo (p.. 50 ohms)
- Espessura dielétrica relativa do PCB e Tipo de material PCB
- Presença de aviões terrestres/de força
Conectando requisitos elétricos e detalhes de construção da placa em uma calculadora on-line de largura de traço de PCB, larguras adequadas para sinais e traços de energia podem ser determinadas.
Pensamentos finais
O design de largura para os traços de cobre frequentemente esquecidos em PCBs impacta tudo, desde quedas de tensão até a capacidade de fabricação. Encontrar a largura ideal do traço requer a navegação em compensações entre a capacidade atual do traço do PCB, restrições de espaço, limites de fabricação, e assim por diante. Com uma compreensão dos principais elementos que influenciam a adequação da largura do traço, os designers podem aproveitar calculadoras on-line de largura de rastreamento de PCB para determinar larguras que forneçam as funções necessárias sem projetar demais.
Contudo, se você não tiver amplo conhecimento em navegar nessas compensações de largura de rastreamento, é aconselhável fazer parceria com um especialista veterano em layout de PCB. Um designer especializado fornece orientação profissional para garantir seleções ideais de largura de traço alinhadas aos objetivos de desempenho em iterações de prototipagem e produção em volume. Ainda tenho dúvidas sobre rastreamento de PCB? Clique aqui para consultar nossos especialistas.
