PCB走線寬度: 為什麼它對您的董事會績效很重要

Ryan 是 MOKO 的高級電子工程師, 在這個行業有十多年的經驗. 專業從事PCB版圖設計, 電子設計, 和嵌入式設計, 他為不同領域的客戶提供電子設計和開發服務, 來自物聯網, 引領, 消費電子產品, 醫療等.
內容
PCB走線寬度: 為什麼它對您的董事會績效很重要

PCB 走線寬度特別指在印刷電路板上承載重要訊號和電源的銅走線的寬度. 確定適當的走線寬度是影響電流密度的重要 PCB 設計考量, 溫升, 信號完整性, 可製造性, 和更多. 沒有一種適合所有獨特情況的走線寬度. 反而, 找到最佳平衡需要仔細權衡這些相互關聯的因素,因為它們與您的特定設計要求和限制有關. 請繼續閱讀,詳細了解哪些因素會影響走線寬度的計算以及為什麼正確計算走線寬度很重要.

PCB 走線寬度的重要性

找到印刷電路板上訊號和電源路徑的最佳走線寬度需要重要的權衡. 較窄的走線佔用電路板上較少的實體空間, 允許更密集的佈局. 然而, 這些狹窄的走線有一些缺點,例如電阻增加以及隨著時間的推移對可靠性的影響. 或者, 更寬的走線提供更低的電阻,並且可以毫無問題地處理更高的電流, 但會佔用 PCB 上更多的總面積. 在考慮到設計限制的情況下確定最合適的走線寬度需要在這些競爭因素之間取得適當的平衡.

不僅是對電路板空間利用率的影響, 正確設定 PCB 走線寬度會對效能和使用壽命可靠性產生額外影響. 狹窄但高電流走線可能會過熱並嚴重損壞您的電路板或連接的組件. 過寬的走線可能會相遇 電遷移 標準,但會妨礙您路由其他關鍵訊號的能力. 這些基本 PCB 建置模組的影響如此之大, 應用適當的設計考量來確定走線寬度至關重要.

進一步閱讀: PCB 走線基本指南: 了解基礎知識.

影響 PCB 走線寬度的關鍵因素

影響 PCB 走線寬度的因素

走線寬度通常以密耳為單位測量, 相當於千分之一英寸. 對於沒有特殊要求的普通訊號, 標準走線寬度通常介於兩者之間 7-12 密爾. 然而, 有許多重要因素會影響選擇合適的走線寬度:

  • 電流容量

確定適當的走線寬度需要平衡當前容量需求與可用空間限制. 走線的設計必須能夠安全地承載預期的電流負載,而不會出現過度的溫升,從而損壞電路板. 這是走線寬度本身以及銅重量的函數, 層越厚,散熱效果越好. 然而, 在不需要的地方使用超大走線會浪費寶貴的佈局面積, 尤其是在密集的 多層板.

  • 可用空間

另一個關鍵方面是 PCB 佈局的給定部分中可用於走線的實體空間. 更寬的走線佔用更多的佈線區域, 限制密集的元件放置或走線路徑, 擁擠的設計,例如裝有高引腳數元件的多層板. 在空間非常寶貴的更複雜的電路板中, 限制可能要求使用比給定電流負載所使用的更窄的走線. 這需要在選擇最終寬度時權衡電氣需求和物理空間限制.

  • 製造限制

製造能力也提供了可行的跡線幾何形狀. 下面有很細的痕跡 4-5 密耳在標準製程上有製造缺陷或斷裂的高風險. 更嚴格的公差使可靠的大量生產變得更加複雜. 然而, 經濟因素導致製造設施達到上述最低特徵 8 有能力時密耳. 了解這些製程限制可確保設計的走線寬度平衡穩健性和成本.

  • 追蹤終止

特定的走線終止方法也會影響寬度適用性. 層之間的過孔過渡跡線合併周圍的桶以減輕局部加熱. 但簡單的開路短截線只靠走線本身來耗散電流, 建議根據需要稍微加大寬度. 在所有情況下, 合適的寬度確保穩定的電氣連接.

  • 阻抗控制

控制訊號間阻抗是另一個走線寬度考量, 特別是對於匹配的關鍵路徑. 成對走線寬度的任何偏差都會改變特性阻抗值, 造成扭曲. 相似地, 焊盤界面處的寬度變化應逐漸變細,平滑控制變化. 參考平面間距等細節透過寬度與電介質高度的比率使計算更加複雜.

  • 焊盤連接

焊盤幾何形狀的配件會影響適當的走線開口. 走線通常會因過大的焊盤或接腳而縮頸, 幫助流動並減少不連續性. 但元件密度和間距會根據連接間距施加下限約束. 一起, 這些因素決定了給定焊盤介面的最小寬度.

如何計算走線寬度?

各種免費線上工具可協助計算適當的 PCB 走線寬度. 輸入關鍵詳細資訊後,例如:

  • 目標電流 (安培)
  • 所需溫升 (例如. 10高於環境溫度°C)
  • 對應最高跡線溫度
  • 銅厚 (共同價值觀: 1盎司/35um 或 2oz/70um)
  • 假設環境溫度

這些計算器輸出在承載指定電流時避免過熱所需的最小跡線寬度.

用於受控阻抗走線, 需要額外的參數,例如:

  • 目標阻抗 (例如. 50 歐姆)
  • 相對 PCB 電介質厚度和 PCB材料類型
  • 存在接地層/電源層

將電氣要求和電路板構造詳細資訊插入線上 PCB 走線寬度計算器, 可以確定訊號和電源走線的適當寬度.

最後的想法

PCB 上經常被忽視的銅走線的寬度設計會影響從壓力降到可製造性的各個方面. 找到最佳走線寬度需要在 PCB 走線電流容量之間進行權衡, 空間限制, 製造限制, 等等. 了解影響走線寬度適用性的關鍵要素, 設計人員可以利用線上 PCB 走線寬度計算器來確定提供所需功能而無需過度設計的寬度.

然而, 如果您缺乏處理這些跡線寬度權衡的豐富專業知識, 事實證明,與經驗豐富的 PCB 佈局專家合作是明智之舉. 專家設計師提供專業指導,以確保最佳走線寬度選擇符合原型設計迭代和大量生產的性能目標. 對 PCB 走線仍有疑問? 點擊這裡 諮詢我們的專家.

分享這個帖子
Ryan 是 MOKO 的高級電子工程師, 在這個行業有十多年的經驗. 專業從事PCB版圖設計, 電子設計, 和嵌入式設計, 他為不同領域的客戶提供電子設計和開發服務, 來自物聯網, 引領, 消費電子產品, 醫療等.
滾動到頂部