Ширина дорожки, измерение проводящего медного пути на печатной плате, имеет огромное значение для обеспечения эффективного протекания тока, минимизации падения напряжения, управления рассеиванием тепла и сохранения целостности сигнала. В этой статье мы обсудим, что такое трассировка печатной платы и почему ее важно учитывать при проектировании печатных плат.
Что такое ширина трассы в печатной плате
Ширина дорожки относится к ширине или толщине проводящей медной дорожки на печатной плате. Это важный параметр, определяющий допустимую токовую нагрузку и сопротивление дорожки. Ширина дорожки влияет на ее способность проводить электрический ток без чрезмерного падения напряжения или перегрева.
Ширина дорожки обычно определяется ее размерами, обычно измеряемыми в миллиметрах (мм) или милах (1 мил = 0.001 дюйма). Ширина дорожки важна, потому что она напрямую влияет на сопротивление дорожки и способность выдерживать требуемый ток, не вызывая чрезмерного накопления тепла.
Какие факторы важны для ширины трассы?
При определении подходящей ширины дорожек при проектировании печатной платы необходимо учитывать несколько факторов.
Текущая грузоподъемность
Ширина дорожки должна быть достаточной, чтобы справиться с ожидаемым током, не вызывая чрезмерного падения напряжения или перегрева. Более высокие токи обычно требуют более широких дорожек, чтобы минимизировать сопротивление и предотвратить перегрев.
Повышение температуры
Ширина дорожки влияет на количество тепла, выделяемого при протекании тока. Более широкая дорожка может рассеивать тепло более эффективно, чем более узкая. Примите во внимание допустимый рост температуры для вашего приложения и выберите ширину дорожки, которая может выдержать требуемый ток, не выходя за пределы температуры.
Вот диаграмма, на которой показаны несколько значений ширины дорожки и соответствующие значения тока, которые ограничат повышение температуры до 10 °C при весе меди в 1 унцию на квадратный фут. Эта диаграмма должна дать вам представление о наиболее подходящей ширине дорожек для вашей печатной платы.
| Ток / А | Ширина дорожки (мил) | Ширина колеи (мм) |
| 1 | 10 | 0.25 |
| 2 | 30 | 0.76 |
| 3 | 50 | 1.27 |
| 4 | 80 | 2.03 |
| 5 | 110 | 2.79 |
| 6 | 150 | 3.81 |
| 7 | 180 | 4.57 |
| 8 | 220 | 5.59 |
| 9 | 260 | 6.60 |
| 10 | 300 | 7.62 |
Примечание. Рекомендуемая IPC ширина дорожки для медной печатной платы весом 1 унция и повышения температуры на 10 градусов.
Вес и толщина меди
Команда толщина медного слоя на печатной плате, обычно измеряемой в унциях (унциях), влияет на токопроводящую способность дорожки. Более толстые медные слои могут выдерживать более высокие токи, что позволяет использовать дорожки меньшей ширины. Учитывайте удельный вес меди, используемой в конструкции вашей печатной платы.
Целостность сигнала
В высокоскоростных цифровых или аналоговых схемах ширина трассы может повлиять на целостность сигнала, влияя на импеданс. Для дорожек с контролируемым импедансом может потребоваться определенная ширина для поддержания качества сигнала и предотвращения его ухудшения.
Температурный коэффициент меди
Медь имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что ее сопротивление увеличивается с повышением температуры. Этот эффект следует учитывать при выборе ширины дорожки, чтобы гарантировать, что увеличение сопротивления из-за нагрева находится в допустимых пределах.
Производственные возможности
Учитывайте производственные возможности производителя вашей печатной платы. Они могут иметь ограничения на минимальную ширину дорожки, которая может быть надежно достигнута в процессе изготовления. Убедитесь, что выбранная ширина трассы соответствует возможностям производителя.
Доступное место на доске
Доступное место на печатной плате может ограничивать максимальную ширину трассы, которую вы можете использовать. Очень важно найти баланс между необходимой шириной дорожки для обработки тока и доступным пространством на плате.
Различная ширина и толщина дорожек печатных плат
Ширина дорожки печатной платы, измеряемая в милах или тысячах дюймов, является важным параметром при проектировании печатной платы. Обычные сигналы имеют ширину трассы от 7 до 12 мил и длину до нескольких дюймов.
Как правило, толщина дорожек печатной платы колеблется от 0.008 дюйма до 0.240 дюйма, и она должна быть одинаковой по всей печатной плате. На рынке представлен широкий выбор печатных плат, включая однопанельные, двухпанельные и многослойные платы. Толщина дорожек также зависит от конструкции и типа печатной платы.
Независимо от ширины дорожки печатной платы или толщины дорожки печатной платы, VictoryPCB можно адаптировать и настроить в соответствии с требованиями к конструкции печатной платы и допустимой перегрузкой по току приложения.
Вот таблица, показывающая диапазоны ширины и толщины дорожек печатной платы.
| Приложение трассировки | Диапазон ширины (мм) | Диапазон ширины (мил) | Диапазон толщины (унции) | Диапазон толщины (дюймы) |
|---|
| Слаботочные сигналы | 0.1 - 0.2 мм | 4 - 8 мил | 0.5 - 2 унций | 0.0007 - 0.0028 дюймов |
| Умеренные текущие сигналы | 0.2 - 0.3 мм | 8 - 12 мил | 0.5 - 2 унций | 0.0007 - 0.0028 дюймов |
| Следы питания | 0.3–1.0 мм или шире | 12–40 мил или больше | 1–3 унции или выше | 0.0014–0.0042 дюйма или выше |
Как рассчитать сопротивление дорожки печатной платы?
Для расчета сопротивления дорожки печатной платы можно использовать следующую формулу:
R = (ρ*L)/(W*T)
Где:
R — сопротивление дорожки в омах (Ом).
ρ (rho) — удельное сопротивление материала следов в ом-метрах (Ом·м).
L — длина трассы в метрах (м).
W — ширина трассы в метрах (м).
T — толщина трассы в метрах (м).
Важно отметить, что эта формула предполагает, что трасса имеет одинаковую ширину и толщину по всей длине. Кроме того, предполагается, что след материала имеет постоянное значение удельного сопротивления, которое может меняться в зависимости от температуры.
Для расчета сопротивления дорожки печатной платы удобнее использовать онлайн-инструмент, например, калькулятор ширины дорожки печатной платы из СхемаКалькулятор, что может помочь при выборе ширины дорожки при рассмотрении силы тока.
Помните, что помимо ширины дорожки форма дорожки и ее расположение на печатной плате также могут влиять на отражение сигнала и помехоустойчивость. Для достижения наилучших результатов рассмотрите общий дизайн и проконсультируйтесь с экспертами или специализированными производителями, чтобы убедиться, что ширина дорожки соответствует вашим конкретным требованиям.
Понимая важность ширины дорожки и учитывая различные факторы в процессе проектирования, вы можете оптимизировать свою печатную плату для эффективного протекания тока, снижения падения напряжения, эффективного рассеивания тепла и надежной целостности сигнала.
Хотите выбрать правильную ширину трассы?
Чтобы узнать больше о передовых методах проектирования печатных плат и узнать, как ширина дорожки влияет на ваш проект, см. напишите нам в VictoryPCB и позвольте нашей опытной команде помочь вам в создании высококачественных, высокоточных и высокоплотных печатных плат для ваших приложений.
