Dans le monde de l'électronique, les pistes de circuits imprimés jouent un rôle essentiel pour garantir un fonctionnement efficace. Ces chemins sur les circuits imprimés (PCB) facilitent la circulation des signaux, de l'énergie et des données, reliant ainsi les composants électroniques. Comprendre l'importance et la fonctionnalité des pistes de circuits imprimés est crucial pour les ingénieurs et les concepteurs. Une largeur, une longueur, une impédance et un routage appropriés sont essentiels. Ce guide complet explore les principes de conception des pistes, les calculs de largeur des pistes, des suggestions pour une meilleure conception et des techniques de réparation des pistes.
Qu'est-ce qu'une trace de PCB ?
Une trace PCB est un chemin conducteur sur une carte de circuit imprimé qui connecte les composants électroniques. Il s'agit généralement d'une fine ligne de cuivre ou d'un autre matériau conducteur qui transporte des signaux électriques entre différents composants, tels que des circuits intégrés, des résistances, des condensateurs et des connecteurs, sur le PCB. Ces traces sont conçues pour transmettre des signaux et de la puissance tout en conservant des caractéristiques électriques spécifiques, telles que l'impédance, l'intégrité du signal et en minimisant les interférences électromagnétiques (EMI). La disposition et la conception des traces PCB jouent un rôle crucial dans les performances et la fonctionnalité globales des appareils électroniques.
Comprendre l' Épaisseur des traces de PCB
L'épaisseur des pistes de circuits imprimés joue un rôle important dans leur capacité à transporter le courant, à gérer la dissipation thermique et à résister aux agressions extérieures. Une piste plus épaisse peut supporter des courants plus élevés sans surchauffer, réduisant ainsi le risque de pannes électriques. De plus, elle permet une meilleure dissipation de la chaleur, garantissant ainsi la fiabilité des composants. En revanche, une piste plus fine permet des conceptions plus compactes et un routage plus précis, mais elle peut présenter des limites en termes de capacité de transport de courant et de dissipation thermique. Les concepteurs et fabricants de circuits imprimés prennent soigneusement en compte les exigences spécifiques d'un circuit pour déterminer l'épaisseur de piste appropriée, en équilibrant des facteurs tels que les besoins en courant, les contraintes d'espace, l'intégrité du signal et les considérations thermiques afin d'obtenir des performances et une fiabilité optimales.
Il existe une gamme d'épaisseurs de pistes de circuits imprimés courantes, généralement mesurées en pouces ou en millimètres. Celles-ci vont de 0.008 pouce à 0.240 pouce (soit de 0.2 mm à 6.0 mm). Parmi les exemples spécifiques, on peut citer 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.
Comment calculer la largeur de trace d'un PCB
Habituellement, nous utilisons une calculatrice professionnelle pour calculer la largeur de trace en fonction des normes de l'industrie. Nous présentons ci-dessous les deux normes les plus courantes, à savoir IPC2221 et IPC2152 :
CIB 2221 :
Introduit en 1954, l'ordinateur IPC 2221 utilise une combinaison de graphiques et la formule I = kΔTbAc pour déterminer le courant circulant dans une trace. La valeur de k diffère selon que le routage est visible (0.048) ou interne (0.024). Le changement de température, représenté par Delta T, joue un rôle crucial. De plus, b reste constant à 0.44, tandis que A représente la surface transversale de la trace. Il est important d'utiliser des valeurs comprises dans la plage spécifiée pour obtenir des résultats précis pendant le processus de calcul. Le courant doit être compris entre 0 et 35 ampères, tandis que la largeur du cuivre ne doit pas dépasser 0.5 oz ni descendre en dessous de 3 oz. La sélection de la largeur de piste se situe dans la plage de 0 à 10.16 mm. De plus, la température oscille entre 10 et 100 degrés Celsius.
CIB 2152 :
Par rapport à l'IPC2221, le développement de l'IPC2152 a été actualisé et les paramètres pertinents, tels que le matériau et l'épaisseur du circuit imprimé, ont été pleinement pris en compte, ce qui permet d'obtenir des résultats de calcul plus précis. L'ère des formules de calcul simples est révolue, laissant place à des méthodes techniques plus sophistiquées. Dans un premier temps, un graphique est utilisé pour déterminer la section transversale initiale. Ensuite, des paramètres sont utilisés pour calculer des coefficients de corrélation tels que Épaisseur de PCB. Ensuite, la surface de la section transversale non ajustée est multipliée par le coefficient, ce qui donne la surface de la section transversale ajustée.
Suggestions pour Rapidité Conception de traces de circuits imprimés
Une conception adéquate des pistes de circuits imprimés est essentielle, car elle influence les performances, la fonctionnalité et la fiabilité globales de la carte. Voici quelques conseils de conception :
- Options de routage
Le routage peut être classé en câblage manuel et câblage automatique. Bien que le câblage automatique fasse partie intégrante des logiciels de conception de PCB, les concepteurs ne peuvent pas se fier uniquement à cette fonctionnalité. Le câblage manuel est essentiel pour libérer la créativité et la flexibilité du concepteur, car le routage automatique sert avant tout d'outil permettant de gagner du temps.
- Choix de la largeur des pistes PCB
La sélection de la largeur de trace du PCB revêt une importance significative dans le fonctionnement du circuit. Il est crucial de s'assurer que la largeur des traces du PCB est appropriée pour gérer la capacité et faciliter la circulation fluide du courant. Une détermination précise de la largeur minimale est essentielle pour éviter la surchauffe du circuit imprimé, qui a un impact direct sur la gestion de la chaleur et les performances globales.
- Se connecter au plan de masse
Afin de garantir une mesure de tension cohérente sur toutes les traces individuelles du PCB, il est important de connecter chaque trace au plan de masse plutôt qu'à un point de masse séparé. Le plan de masse sert de point de référence commun à toutes les pistes, empêchant ainsi les variations de tension et de résistance. Pour y parvenir, il est conseillé de créer un plan de masse solide sous le chemin de transport du signal, car cela peut améliorer la résistance au bruit et réduire l'impédance. De plus, placer les plans d'alimentation et de masse dans la couche la plus interne de la carte peut empêcher la distorsion ou la séparation des composants causée par la flexion de la carte.
- Minimiser le couplage capacitif
Pour minimiser les effets de couplage capacitif En raison de la proximité des pistes et des plans de masse, il est conseillé de séparer les pistes du circuit imprimé dédiées à l'alimentation et aux signaux analogiques. Cette séparation permet de réduire le couplage capacitif indésirable entre les pistes situées au-dessus et en dessous du plan de masse. De plus, l'utilisation de condensateurs de découplage est une mesure efficace et économique pour atténuer le couplage capacitif dans les circuits imprimés.
- Signaux haut débit et bas débit séparés
Séparez les traces des signaux à haute vitesse des signaux à basse vitesse pour minimiser la diaphonie et les interférences. Ceci peut être réalisé en acheminant les traces sur différentes couches ou en utilisant des plans de masse comme barrières d'isolation.
Comment réparer les traces de PCB ?
Acquérir des connaissances sur la façon de réparer les problèmes de traces de PCB est tout aussi important. Lorsque le bloc d'alimentation présente des problèmes tels qu'une panne d'affichage ou un bruit inhabituel, cela indique la nécessité de réparer la trace du PCB. Voici les étapes détaillées pour la réparation des traces de PCB :
- Commencez par localiser la trace endommagée sur le PCB.
- Retirez délicatement la trace endommagée à l'aide d'un outil coupant, en prenant soin de ne pas endommager les composants à proximité.
- Nettoyez les zones endommagées jusqu'à ce qu'elles affichent une couleur cuivrée et appliquez de la soudure sur les régions exposées.
- Utilisez une serviette en papier de nettoyage ou un stylo de nettoyage à base de solvant pour nettoyer la zone de réparation. Appliquez du flux sur la piste existante et utilisez un fer à souder pour aider à souder les deux sections de la piste.
- Choisissez un fil de remplacement approprié, en bon état et de taille appropriée.
- Étamez les extrémités du fil de remplacement.
- Si le fil de remplacement convient, retirez l'isolant des deux extrémités et soudez-le en place.
- Soudez une extrémité du fil de remplacement. Assurez-vous qu'une section du nouveau fil chevauche la trace existante d'au moins deux fois la largeur de la trace du PCB. Fixez le fil avec du ruban adhésif, appliquez du flux sur le chevauchement, soudez le fil et tracez-le ensemble.
- Façonnez le fil de manière flexible en fonction des besoins et des exigences spécifiques.
- Fixez solidement le fil à la surface du circuit imprimé à l'aide d'outils comme du ruban adhésif ou de l'adhésif.
- Enfin, soudez l'autre extrémité du fil de remplacement.
- Après la soudure, terminez le processus de réparation et assurez-vous que la connexion est normale. Nettoyez tout résidu ou tache restant.
Réflexions finales
Un routage approprié des pistes PCB garantit les performances, la fiabilité et la rentabilité de la carte, ce qui Conception de PCB et la fabrication est simplifiée. Il est donc essentiel de maîtriser les bases du tracé des circuits imprimés et de maîtriser les techniques de routage. En tant que fabricant leader de circuits imprimés, MOKO Technology maîtrise tous les aspects des circuits imprimés. Si vous avez encore des questions sur le tracé des circuits imprimés, n'hésitez pas à contacter MOKO Technology. tendre la main à nous, et nos experts seront ravis de vous aider.
