No mundo da eletrônica, Traços de PCB desempenham um papel vital para garantir uma operação eficiente. Esses caminhos em placas de circuito impresso (PCB) facilitar o fluxo de sinais, poder, e dados, conectando componentes eletrônicos. Compreender a importância e a funcionalidade dos traços de PCB é crucial para engenheiros e projetistas. Largura de traço adequada, comprimento, impedância, e roteamento são essenciais. Este guia abrangente explora os princípios de design de rastreamento, cálculos de largura de rastreamento, sugestões para um melhor design, e técnicas de reparo de vestígios.
O que é um rastreamento de PCB?
Um traço de PCB é um caminho condutor em uma placa de circuito impresso que conecta componentes eletrônicos. É tipicamente uma linha fina de cobre ou outro material condutor que transporta sinais elétricos entre diferentes componentes, como circuitos integrados, resistores, capacitores, e conectores, na placa de circuito impresso. Esses traços são projetados para transmitir sinais e energia, mantendo características elétricas específicas, como impedância, Integridade do Sinal, e minimizando a interferência eletromagnética (EMI). O layout e o design dos traços de PCB desempenham um papel crucial no desempenho geral e na funcionalidade dos dispositivos eletrônicos.
Entendendo o Espessura do Traço PCB
A espessura do traço PCB desempenha um papel significativo na determinação da capacidade do traço de transportar corrente, lidar com a dissipação térmica, e resistir a fatores externos. Um traço mais espesso pode transportar níveis de corrente mais altos sem superaquecer, reduzindo o risco de falhas elétricas. Além disso, um traço mais espesso também pode dissipar o calor de forma mais eficaz, garantindo a confiabilidade dos componentes. Por outro lado, um traço mais fino permite designs mais compactos e roteamento mais fino, mas pode ter limitações em termos de capacidade de transporte de corrente e dissipação de calor. Os projetistas e fabricantes de PCBs consideram cuidadosamente os requisitos específicos de um circuito ao determinar a espessura de traço apropriada, fatores de equilíbrio, como requisitos atuais, restrições de espaço, Integridade do Sinal, e considerações térmicas para obter desempenho e confiabilidade ideais.
Existe uma variedade de espessuras comuns de traços de PCB disponíveis, normalmente medido em polegadas ou milímetros. Esses incluem 0.008 polegadas para 0.240 polegadas (ou 0.2 mm a 6.0 milímetros). Alguns exemplos específicos incluem 0.2 milímetros, 0.4 milímetros, 0.5 milímetros, 0.8 milímetros, 1.0 milímetros, 1.5 milímetros, 2.0 milímetros, 2.3 milímetros, e assim por diante.
Como calcular a largura do traço do PCB
Geralmente, usamos uma calculadora profissional para calcular a largura do traço com base nos padrões da indústria, abaixo apresentamos os dois padrões mais comuns que são IPC2221 e IPC2152:
IPC 2221:
Introduzido em 1954, o IPC 2221 computador emprega uma combinação de gráficos e a fórmula I=kΔTbAc para determinar a corrente que flui através de um traço. O valor de k difere com base em se o roteamento é visível (0.048) ou interno (0.024). A mudança de temperatura, representado como Delta T, desempenha um papel crucial. Além disso, b permanece constante em 0.44, enquanto A representa a área da seção transversal do traço. É importante utilizar valores dentro do intervalo especificado para obter resultados precisos durante o processo de cálculo. A corrente deve variar entre 0 e 35 amperes, enquanto a largura do cobre não deve exceder 0.5 oz ou cair abaixo 3 oz. A seleção da largura da trilha está dentro do intervalo de 0 para 10.16 milímetros. além disso, a temperatura oscila entre 10 e 100 graus Celsius.
IPC 2152:
Comparado com IPC2221, o tempo de desenvolvimento do IPC2152 foi atualizado, e os parâmetros relevantes, como o material e a espessura da placa de circuito, foram totalmente considerados, para que os resultados do cálculo sejam mais precisos. A era de depender apenas de fórmulas simples para cálculos já passou, dando lugar à adoção de métodos técnicos mais sofisticados. Inicialmente, um gráfico é utilizado para estabelecer a área da seção transversal inicial. Subseqüentemente, parâmetros são empregados para derivar coeficientes de correlação como Espessura PCB. Seguindo isto, a área da seção transversal não ajustada é multiplicada pelo coeficiente, rendendo a área da seção transversal ajustada.
Sugestões para Melhorar Projeto de rastreamento de PCB
O design de rastreamento de PCB adequado é crítico, que afeta o desempenho geral, funcionalidade, e confiabilidade da placa. Abaixo listamos algumas dicas de design:
- Opções de Rota
O roteamento pode ser categorizado em fiação manual e fiação automática. Embora a fiação automática seja um recurso integral do software de design de PCB, os designers não podem confiar apenas nessa funcionalidade. A fiação manual é essencial para liberar a criatividade e a flexibilidade do designer, como o roteamento automático serve principalmente como uma ferramenta de economia de tempo.
- Escolhendo a largura dos traços de PCB
A seleção da largura do traço PCB tem uma importância significativa na operação do circuito. É crucial garantir que a largura dos traços do PCB seja apropriada para lidar com a capacitância e facilitar o fluxo suave da corrente. A determinação precisa da largura mínima é essencial para evitar o superaquecimento da placa de circuito, que afeta diretamente o gerenciamento de calor e o desempenho geral.
- Conecte-se ao Plano de Terra
A fim de garantir uma medição de tensão consistente em todos os traços de PCB individuais, é importante conectar cada traço ao plano de aterramento em vez de um ponto de aterramento separado. O plano do solo serve como um ponto de referência comum para todas as trilhas, evitando variações de tensão e resistência. Para alcançar isto, é aconselhável criar um plano de solo sólido abaixo do caminho de transporte de sinal, pois pode aumentar a resistência ao ruído e reduzir a impedância. além disso, colocar planos de energia e terra na camada mais interna da placa pode evitar a distorção ou separação de componentes causada pela dobra da placa.
- Minimizar acoplamento capacitivo
Para minimizar os efeitos de acoplamento capacitivo causada por trilhas adjacentes e planos de solo, é aconselhável separar traços de PCB dedicados à fonte de alimentação e sinais analógicos. Essa segregação ajuda a reduzir o acoplamento capacitivo indesejado entre os trilhos acima e abaixo do plano de aterramento. além disso, o uso de capacitores de desacoplamento é uma medida eficaz e econômica para mitigar o acoplamento capacitivo em projetos de circuitos práticos.
- Alta velocidade separada&Sinais de baixa velocidade
Mantenha os traços de sinal de alta velocidade separados dos sinais de baixa velocidade para minimizar diafonia e interferência. Isso pode ser obtido pelo roteamento de traços em diferentes camadas ou pelo uso de planos de terra como barreiras de isolamento.
Como reparar vestígios de PCB?
Adquirir conhecimento sobre como reparar problemas de rastreamento de PCB é igualmente significativo. Quando a fonte de alimentação apresenta problemas como falha de exibição ou ruído incomum, indica a necessidade de reparo de rastreamento de PCB. A seguir estão as etapas detalhadas para o reparo de rastreamento de PCB:
- Comece localizando o traço danificado no PCB.
- Remova cuidadosamente o traço danificado usando uma ferramenta de corte, tomando cuidado para não danificar os componentes próximos.
- Limpe as áreas danificadas até que apresentem uma cor de cobre, e aplique solda nas regiões expostas.
- Use uma toalha de papel de limpeza ou caneta de limpeza com solvente para limpar a área de reparo. Aplique fluxo ao trilho existente e use um ferro de solda para auxiliar na soldagem de ambas as seções do trilho.
- Escolha um fio de substituição adequado que esteja em boas condições e tenha o tamanho apropriado.
- Estanhe as pontas do fio de substituição.
- Se o fio de substituição for adequado, remova o isolamento de ambas as extremidades e solde-o no lugar.
- Solde uma extremidade do fio de substituição. Certifique-se de que uma seção do novo fio se sobreponha ao traço existente em pelo menos duas vezes a largura do traço PCB. Prenda o fio com fita adesiva, aplicar fluxo à sobreposição, solde o fio, e rastreá-lo juntos.
- Modele o fio de forma flexível de acordo com necessidades e requisitos específicos.
- Prenda o fio firmemente à superfície da placa de circuito usando ferramentas como fita adesiva ou adesivo.
- Finalmente, solde a outra extremidade do fio de substituição.
- Depois de soldar, conclua o processo de reparo e verifique se a conexão está normal. Limpe qualquer resíduo ou mancha restante.
Pensamentos finais
O roteamento adequado de rastreamento de PCB garante o desempenho da placa, confiabilidade, e custo-benefício, fazendo Design de PCB e fabricação mais fácil. Portanto, é realmente necessário entender o conhecimento básico de traços de PCB e habilidades de design de roteamento. Como fabricante líder de PCB, A MOKO Technology é proficiente em todos os aspectos do conhecimento da placa de circuito, se você ainda tiver dúvidas sobre vestígios de PCB, você pode fale conosco, e nossos especialistas terão prazer em ajudá-lo.
