En el mundo de la electrónica, las pistas de PCB desempeñan un papel fundamental para garantizar un funcionamiento eficiente. Estas vías en las placas de circuito impreso (PCB) facilitan el flujo de señales, energía y datos, conectando componentes electrónicos. Comprender la importancia y la funcionalidad de las pistas de PCB es crucial para ingenieros y diseñadores. El ancho, la longitud, la impedancia y el enrutamiento adecuados de las pistas son esenciales. Esta guía completa explora los principios de diseño de pistas, el cálculo del ancho de pista, sugerencias para un mejor diseño y técnicas de reparación de pistas.
¿Qué es una traza de PCB?
Una traza de PCB es una vía conductora en una placa de circuito impreso que conecta componentes electrónicos. Por lo general, es una línea delgada de cobre u otro material conductor que transporta señales eléctricas entre diferentes componentes, como circuitos integrados, resistencias, capacitores y conectores, en la PCB. Estas trazas están diseñadas para transmitir señales y energía manteniendo características eléctricas específicas, como la impedancia, la integridad de la señal y minimizando la interferencia electromagnética (EMI). La disposición y el diseño de las trazas de PCB desempeñan un papel crucial en el rendimiento y la funcionalidad generales de los dispositivos electrónicos.
¡Comprende la Espesor de trazas de PCB
El grosor de las pistas de PCB juega un papel importante a la hora de determinar su capacidad para transportar corriente, gestionar la disipación térmica y resistir factores externos. Una pista más gruesa puede transportar mayores niveles de corriente sin sobrecalentarse, lo que reduce el riesgo de fallos eléctricos. Además, una pista más gruesa también puede disipar el calor con mayor eficacia, garantizando la fiabilidad de los componentes. Por otro lado, una pista más delgada permite diseños más compactos y un enrutamiento más preciso, pero puede presentar limitaciones en cuanto a la capacidad de transporte de corriente y la disipación de calor. Los diseñadores y fabricantes de PCB consideran cuidadosamente los requisitos específicos de un circuito al determinar el grosor de pista adecuado, equilibrando factores como los requisitos de corriente, las limitaciones de espacio, la integridad de la señal y las consideraciones térmicas para lograr un rendimiento y una fiabilidad óptimos.
Existe una gama de espesores comunes de trazas de PCB, generalmente medidos en pulgadas o milímetros. Estos van desde 0.008 pulgadas hasta 0.240 pulgadas (o de 0.2 mm a 6.0 mm). Algunos ejemplos específicos incluyen 0.2 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.3 mm, etc.
Cómo calcular el ancho de traza de PCB
Por lo general, utilizamos una calculadora profesional para calcular el ancho de la traza según los estándares de la industria. A continuación presentamos los dos estándares más comunes que son IPC2221 e IPC2152:
CIP 2221:
Introducida en 1954, la computadora IPC 2221 emplea una combinación de gráficos y la fórmula I=kΔTbAc para determinar la corriente que fluye a través de una traza. El valor de k difiere según si el enrutamiento es visible (0.048) o interno (0.024). El cambio de temperatura, representado como Delta T, juega un papel crucial. Además, b permanece constante en 0.44, mientras que A representa el área de la sección transversal de la traza. Es importante utilizar valores dentro del rango especificado para lograr resultados precisos durante el proceso de cálculo. La corriente debe oscilar entre 0 y 35 amperios, mientras que el ancho del cobre no debe exceder las 0.5 oz ni caer por debajo de las 3 oz. La selección del ancho de vía se encuentra dentro del rango de 0 a 10.16 mm. Además, la temperatura oscila entre 10 y 100 grados centígrados.
CIP 2152:
En comparación con el IPC2221, el tiempo de desarrollo del IPC2152 se ha actualizado y se han considerado completamente parámetros relevantes como el material y el grosor de la placa de circuito, lo que permite obtener resultados de cálculo más precisos. La era de depender únicamente de fórmulas simples para los cálculos ha quedado atrás, dando paso a la adopción de métodos técnicos más sofisticados. Inicialmente, se utiliza una gráfica para determinar el área de la sección transversal inicial. Posteriormente, se emplean parámetros para obtener coeficientes de correlación como... Espesor de PCB. A continuación, el área de la sección transversal no ajustada se multiplica por el coeficiente, obteniendo así el área de la sección transversal ajustada.
Sugerencias para Superior Diseño de trazas de PCB
El diseño correcto de las pistas de la PCB es fundamental, ya que afecta el rendimiento general, la funcionalidad y la fiabilidad de la placa. A continuación, presentamos algunos consejos de diseño:
- Opciones de enrutamiento
El enrutamiento se puede clasificar en cableado manual y cableado automático. Si bien el cableado automático es una característica integral del software de diseño de PCB, los diseñadores no pueden confiar únicamente en esta funcionalidad. El cableado manual es esencial para dar rienda suelta a la creatividad y la flexibilidad del diseñador, ya que el enrutamiento automático sirve principalmente como herramienta para ahorrar tiempo.
- Elección del ancho de las pistas de PCB
La selección del ancho de la traza de la PCB tiene una importancia significativa en el funcionamiento del circuito. Es fundamental garantizar que el ancho de las pistas de la PCB sea apropiado para manejar la capacitancia y facilitar el flujo fluido de la corriente. La determinación precisa del ancho mínimo es esencial para evitar el sobrecalentamiento de la placa de circuito, lo que afecta directamente la gestión del calor y el rendimiento general.
- Conectarse al plano de tierra
Para garantizar una medición de voltaje consistente en todas las trazas de PCB individuales, es importante conectar cada traza al plano de tierra en lugar de a un punto de tierra separado. El plano de tierra sirve como punto de referencia común para todas las vías, evitando variaciones de tensión y resistencia. Para lograr esto, es aconsejable crear un plano de tierra sólido debajo de la ruta de transporte de la señal, ya que puede mejorar la resistencia al ruido y reducir la impedancia. Además, colocar los planos de alimentación y tierra en la capa más interna de la placa puede evitar la distorsión o separación de los componentes causada por la flexión de la placa.
- Minimizar el acoplamiento capacitivo
Para minimizar los efectos de acoplamiento capacitivo Debido a las pistas y planos de tierra adyacentes, se recomienda separar las pistas de la PCB dedicadas a la fuente de alimentación y las señales analógicas. Esta separación ayuda a reducir el acoplamiento capacitivo no deseado entre las pistas por encima y por debajo del plano de tierra. Además, el uso de condensadores de desacoplamiento es una medida eficaz y rentable para mitigar el acoplamiento capacitivo en diseños de circuitos prácticos.
- Señales separadas de alta y baja velocidad
Mantenga los rastros de señales de alta velocidad separados de las señales de baja velocidad para minimizar la diafonía y las interferencias. Esto se puede lograr enrutando pistas en diferentes capas o usando planos de tierra como barreras de aislamiento.
¿Cómo reparar trazas de PCB?
Adquirir conocimientos sobre cómo reparar problemas de rastreo de PCB es igualmente importante. Cuando la unidad de fuente de alimentación presenta problemas como fallas en la pantalla o ruidos inusuales, indica la necesidad de reparar el rastro de PCB. Los siguientes son los pasos detallados para la reparación de trazas de PCB:
- Comience por localizar el rastro dañado en la PCB.
- Retire con cuidado el rastro dañado utilizando una herramienta de corte, teniendo cuidado de no dañar los componentes cercanos.
- Limpie las áreas dañadas hasta que muestren un color cobrizo y aplique soldadura en las regiones expuestas.
- Utilice una toalla de papel de limpieza o un bolígrafo limpiador con solvente para limpiar el área de reparación. Aplique fundente a la pista existente y use un soldador para ayudar a soldar ambas secciones de la pista.
- Elija un cable de repuesto adecuado que esté en buenas condiciones y del tamaño adecuado.
- Estaña los extremos del cable de repuesto.
- Si el cable de repuesto es adecuado, retire el aislamiento de ambos extremos y suéldelo en su lugar.
- Suelde un extremo del cable de repuesto. Asegúrese de que una sección del nuevo cable se superponga a la traza existente al menos dos veces el ancho de la traza de la PCB. Asegure el cable con cinta adhesiva, aplique fundente a la superposición, suelde el cable y trácelo.
- Dé forma al cable de forma flexible según las necesidades y requisitos específicos.
- Conecte el cable de forma segura a la superficie de la placa de circuito usando herramientas como cinta o adhesivo.
- Finalmente, suelde el otro extremo del cable de repuesto.
- Después de soldar, complete el proceso de reparación y asegúrese de que la conexión sea normal. Limpia cualquier residuo o mancha restante.
Conclusión
El enrutamiento adecuado de las pistas de PCB garantiza el rendimiento, la confiabilidad y la rentabilidad de la placa, lo que hace que Diseño de PCB y la fabricación es más sencilla. Por lo tanto, es fundamental comprender los conceptos básicos de las pistas de PCB y las habilidades de diseño de enrutamiento. Como fabricante líder de PCB, MOKO Technology domina todos los aspectos del conocimiento de las placas de circuito impreso. Si aún tiene preguntas sobre las pistas de PCB, puede... comunicarte con nosotros, y nuestros expertos estarán encantados de ayudarle.
