Calculadora de ancho de pistas de PCB
Con base en el estándar IPC-2221: ingresa tu corriente para obtener el ancho de pista requerido, la resistencia, la caída de voltaje y la pérdida de potencia.
Parámetros de entrada
Ancho de pista recomendado
| Corriente (A) | Ancho externo (mm) | Ancho interno (mm) | Externa (mil) |
|---|
Conversiones de unidades: 1 oz/ft² = 1.4 mil = 35.6 µm · °F = °C × 9/5 + 32 · 1 in = 25.4 mm.
Notas: ① Las capas internas disipan mal el calor; en las mismas condiciones necesitan aproximadamente el doble del ancho que las capas externas. ② Los resultados suponen un sustrato de FR-4 en aire quieto; para vacío, enrutamiento denso o carga máxima continua, agrega un margen de 20 % o más. ③ Solo como referencia de diseño; valida mediante pruebas antes de la producción.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué estándar utiliza esta calculadora?
IPC-2221. La fórmula principal es I = k · ΔT^0.44 · A^0.725, donde k = 0.048 para capas externas y 0.024 para capas internas, A es la sección transversal de la pista en mil² y ΔT es el aumento de temperatura permitido. Con base en la corriente indicada, calcula el ancho mínimo de la pista y también informa la resistencia de la pista, la caída de voltaje y la pérdida de potencia. IPC-2221 es deliberadamente conservadora, lo que la convierte en un punto de partida seguro para la mayoría de las tarjetas.
2. ¿Qué aumento de temperatura debo permitir?
10 °C es el valor predeterminado estándar: la pista puede operar 10 °C por encima de la temperatura ambiente. Los aumentos menores (5 °C) producen pistas más anchas y frías para tarjetas densas o de alta confiabilidad; 20 °C permite usar pistas más estrechas, pero a costa de una tarjeta más caliente y una vida útil más corta para los componentes cercanos. En una carcasa sellada o con una temperatura ambiente alta (60 °C o más), mantén bajo el aumento de temperatura.
3. ¿Por qué las capas internas necesitan aproximadamente el doble de ancho?
Debido al coeficiente k: 0.048 para capas externas frente a 0.024 para capas internas. Una pista interna está incrustada en FR-4, un aislante térmico, por lo que el calor que genera no puede escapar al aire; solo puede propagarse a través del laminado hacia los planos y las vías. Una pista externa también puede conducir el calor hacia el plano, además de disiparlo por convección y radiación hacia el entorno. Para la misma corriente y aumento de temperatura, calcula aproximadamente 2× el ancho en las capas internas, o mueve la ruta de alta corriente a una capa externa.
4. ¿Cuánto margen debo agregar?
La calculadora indica el mínimo teórico de IPC-2221. Agrega al menos un 10% de ancho para diseños de producción y un 20% o más para operación en vacío, ruteado denso con poco cobre adyacente, carga continua máxima o temperaturas ambiente altas. La línea de estado te indica el margen de tu selección actual.
5. ¿Importa la longitud de la pista?
No para la capacidad de corriente: el calentamiento depende de la sección transversal, no de la longitud. Sin embargo, la longitud determina la caída de voltaje y la pérdida de potencia: R = ρ·L/A, por lo que una ruta larga y delgada puede provocar una caída de voltaje considerable incluso cuando su ancho es térmicamente suficiente. La calculadora informa la resistencia, la caída de voltaje y la pérdida de potencia correspondientes a la longitud indicada; si la caída es demasiado alta, ensancha la pista o acorta la ruta. Como regla general, mantén las caídas en los rieles de alimentación por debajo del 1–2% del voltaje del riel.
6. ¿Qué peso de cobre debo utilizar?
1 oz/ft² (35 µm) es el punto de partida estándar. 2 oz duplica la sección transversal para el mismo ancho; con la misma corriente, reduce aproximadamente a la mitad el ancho necesario. 0.5 oz o 0.33 oz se utilizan en diseños de líneas finas y HDI. La calculadora acepta el cobre en oz/ft² o mil. El cobre más grueso cuesta más y requiere una mayor separación de grabado; por encima de 2 oz, confirma el margen de proceso de tu fabricante.
7. ¿Por qué una tarjeta real podría soportar una corriente diferente de la que indica la calculadora?
IPC-2221 es un modelo empírico y conservador basado en datos de pruebas antiguos; la capacidad real depende del grosor de la tarjeta, los planos de cobre adyacentes, la máscara de soldadura m
áscara, el flujo de aire y el montaje. Los análisis más recientes (IPC-2152, basados en mediciones modernas) suelen permitir pistas más estrechas que IPC-2221 para el mismo aumento de temperatura. Considera esta calculadora como el límite inferior seguro: para diseños térmicamente críticos, valida el resultado mediante imágenes térmicas o una prueba de carga de corriente en un cupón. LEADHUI puede fabricar cupones de prueba con tu apilado de producción.
