Nel mondo dell'elettronica, le tracce dei PCB svolgono un ruolo fondamentale per garantire un funzionamento efficiente. Questi percorsi sui circuiti stampati (PCB) facilitano il flusso di segnali, alimentazione e dati, collegando i componenti elettronici. Comprendere l'importanza e la funzionalità delle tracce dei PCB è fondamentale per ingegneri e progettisti. La larghezza, la lunghezza, l'impedenza e il routing corretti delle tracce sono essenziali. Questa guida completa esplora i principi di progettazione delle tracce, il calcolo della larghezza delle tracce, suggerimenti per una progettazione migliore e tecniche di riparazione delle tracce.
Che cosa è una traccia PCB?
Una traccia PCB è un percorso conduttivo su un circuito stampato che collega componenti elettronici. Si tratta in genere di una sottile linea di rame o altro materiale conduttivo che trasporta segnali elettrici tra diversi componenti, come circuiti integrati, resistori, condensatori e connettori, sul PCB. Queste tracce sono progettate per trasmettere segnali e potenza mantenendo caratteristiche elettriche specifiche, come impedenza, integrità del segnale e riduzione al minimo delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Il layout e la progettazione delle tracce PCB svolgono un ruolo cruciale nelle prestazioni e nella funzionalità complessive dei dispositivi elettronici.
Capire il Spessore della traccia PCB
Lo spessore delle tracce del PCB gioca un ruolo significativo nel determinare la capacità della traccia di trasportare corrente, gestire la dissipazione termica e resistere ai fattori esterni. Una traccia più spessa può trasportare livelli di corrente più elevati senza surriscaldarsi, riducendo il rischio di guasti elettrici. Inoltre, una traccia più spessa può anche dissipare il calore in modo più efficace, garantendo l'affidabilità dei componenti. D'altra parte, una traccia più sottile consente design più compatti e un routing più preciso, ma può presentare limitazioni in termini di capacità di trasporto di corrente e dissipazione del calore. I progettisti e i produttori di PCB considerano attentamente i requisiti specifici di un circuito quando determinano lo spessore appropriato della traccia, bilanciando fattori come i requisiti di corrente, i vincoli di spazio, l'integrità del segnale e le considerazioni termiche per ottenere prestazioni e affidabilità ottimali.
Esiste una gamma di spessori comuni per le tracce dei PCB, generalmente misurati in pollici o millimetri. Questi includono da 0.008 pollici a 0.240 pollici (o da 0.2 mm a 6.0 mm). Alcuni esempi specifici includono 0.2 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.3 mm e così via.
Come calcolare la larghezza della traccia del PCB
Di solito, utilizziamo un calcolatore professionale per calcolare la larghezza della traccia in base agli standard del settore, di seguito introduciamo i due standard più comuni che sono IPC2221 e IPC2152:
IPC 2221:
Introdotto nel 1954, il computer IPC 2221 utilizza una combinazione di grafici e la formula I=kΔTbAc per determinare la corrente che scorre attraverso una traccia. Il valore di k varia a seconda che il routing sia visibile (0.048) o interno (0.024). La variazione di temperatura, rappresentata come Delta T, gioca un ruolo cruciale. Inoltre, b rimane costante a 0.44, mentre A rappresenta l'area della sezione trasversale della traccia. È importante utilizzare valori compresi nell'intervallo specificato per ottenere risultati accurati durante il processo di calcolo. La corrente dovrebbe essere compresa tra 0 e 35 ampere, mentre la larghezza del rame non deve superare 0.5 once o scendere sotto 3 once. La selezione della larghezza della carreggiata rientra nell'intervallo da 0 a 10.16 mm. Inoltre, la temperatura oscilla tra 10 e 100 gradi Celsius.
IPC 2152:
Rispetto a IPC2221, il tempo di sviluppo di IPC2152 è stato aggiornato e parametri rilevanti come il materiale e lo spessore del circuito stampato sono stati pienamente considerati, in modo da ottenere risultati di calcolo più accurati. L'era in cui ci si affidava esclusivamente a semplici formule di calcolo è ormai tramontata, lasciando il posto all'adozione di metodi tecnici più sofisticati. Inizialmente, viene utilizzato un grafico per determinare l'area della sezione trasversale iniziale. Successivamente, vengono impiegati parametri per derivare coefficienti di correlazione come Spessore del PCBSuccessivamente, l'area della sezione trasversale non corretta viene moltiplicata per il coefficiente, ottenendo l'area della sezione trasversale corretta.
Suggerimenti per Meglio Progettazione delle tracce PCB
La corretta progettazione delle tracce del PCB è fondamentale e influisce sulle prestazioni, sulla funzionalità e sull'affidabilità complessive della scheda. Di seguito elenchiamo alcuni suggerimenti di progettazione:
- Opzioni di percorso
Il routing può essere classificato in cablaggio manuale e cablaggio automatico. Sebbene il cablaggio automatico sia una caratteristica integrale del software di progettazione PCB, i progettisti non possono fare affidamento esclusivamente su questa funzionalità. Il cablaggio manuale è essenziale per liberare la creatività e la flessibilità del progettista, poiché il routing automatico serve principalmente come strumento per risparmiare tempo.
- Scelta della larghezza delle tracce del PCB
La scelta della larghezza della traccia del PCB riveste un'importanza significativa nel funzionamento del circuito. È fondamentale garantire che la larghezza delle tracce del PCB sia adeguata per gestire la capacità e facilitare il flusso regolare della corrente. La determinazione precisa della larghezza minima è essenziale per prevenire il surriscaldamento del circuito, che incide direttamente sulla gestione del calore e sulle prestazioni complessive.
- Connettersi al piano di terra
Per garantire una misurazione della tensione coerente su tutte le singole tracce del PCB, è importante collegare ciascuna traccia al piano di terra anziché a un punto di terra separato. Il piano di massa funge da punto di riferimento comune per tutte le tracce, impedendo variazioni di tensione e resistenza. Per raggiungere questo obiettivo, è consigliabile creare un piano di massa solido sotto il percorso di trasporto del segnale, poiché può migliorare la resistenza al rumore e ridurre l'impedenza. Inoltre, posizionando i piani di alimentazione e di terra nello strato più interno della scheda è possibile prevenire la distorsione o la separazione dei componenti causata dalla flessione della scheda.
- Ridurre al minimo l'accoppiamento capacitivo
Per minimizzare gli effetti di accoppiamento capacitivo causato da piste e piani di massa adiacenti, è consigliabile separare le tracce del PCB dedicate all'alimentazione e ai segnali analogici. Questa segregazione contribuisce a ridurre l'accoppiamento capacitivo indesiderato tra le piste sopra e sotto il piano di massa. Inoltre, l'uso di condensatori di disaccoppiamento è una misura efficace ed economica per mitigare l'accoppiamento capacitivo nella progettazione di circuiti pratici.
- Segnali separati ad alta e bassa velocità
Mantieni le tracce dei segnali ad alta velocità separate dai segnali a bassa velocità per ridurre al minimo la diafonia e le interferenze. Ciò può essere ottenuto instradando le tracce su diversi strati o utilizzando i piani di massa come barriere di isolamento.
Come riparare le tracce del PCB?
Acquisire conoscenze su come riparare i problemi di traccia PCB è altrettanto significativo. Quando l'alimentatore presenta problemi come guasti al display o rumori insoliti, indica la necessità di riparare le tracce del PCB. Di seguito sono riportati i passaggi dettagliati per la riparazione delle tracce PCB:
- Inizia individuando la traccia danneggiata sul PCB.
- Rimuovere con attenzione la traccia danneggiata utilizzando un utensile da taglio, facendo attenzione a non danneggiare i componenti vicini.
- Pulisci le aree danneggiate finché non assumono un colore ramato e applica la saldatura sulle regioni esposte.
- Utilizzare un tovagliolo di carta o una penna detergente con solvente per pulire l'area da riparare. Applicare il flusso al binario esistente e utilizzare un saldatore per facilitare la saldatura di entrambe le sezioni del binario.
- Scegliere un cavo sostitutivo adatto, in buone condizioni e di dimensioni adeguate.
- Stagnare le estremità del filo sostitutivo.
- Se il filo sostitutivo è adatto, rimuovere l'isolamento da entrambe le estremità e saldarlo in posizione.
- Saldare un'estremità del filo sostitutivo. Assicurarsi che una sezione del nuovo filo si sovrapponga alla traccia esistente di almeno il doppio della larghezza della traccia del PCB. Fissare il filo con nastro adesivo, applicare il flusso sulla sovrapposizione, saldare il filo e tracciarlo insieme.
- Modella il filo in modo flessibile in base alle esigenze e ai requisiti specifici.
- Fissare saldamente il cavo alla superficie del circuito utilizzando strumenti come nastro adesivo o adesivo.
- Infine, saldare l'altra estremità del filo sostitutivo.
- Dopo la saldatura, completare il processo di riparazione e assicurarsi che la connessione sia normale. Pulire eventuali residui o macchie rimanenti.
Considerazioni finali
Il corretto routing delle tracce PCB garantisce le prestazioni, l'affidabilità e la redditività della scheda, rendendo Progettazione PCB e la produzione più semplice. Pertanto, è fondamentale comprendere le conoscenze di base sulle tracce dei PCB e le competenze di progettazione del routing. In qualità di produttore leader di PCB, MOKO Technology è competente in tutti gli aspetti della conoscenza dei circuiti stampati. Se avete ancora domande sulle tracce dei PCB, potete farlo. raggiungercie i nostri esperti saranno lieti di assisterti.
