Calcolatore della larghezza delle piste PCB
Basato sullo standard IPC-2221 — inserisci la corrente per ottenere la larghezza della pista, la resistenza, la caduta di tensione e la perdita di potenza richieste.
Parametri di input
Larghezza consigliata della pista
| Corrente (A) | Larghezza esterna (mm) | Larghezza interna (mm) | Esterna (mil) |
|---|
Conversioni delle unità: 1 oz/ft² = 1.4 mil = 35.6 µm · °F = °C × 9/5 + 32 · 1 in = 25.4 mm.
Note: ① Gli strati interni dissipano male il calore — nelle stesse condizioni richiedono una larghezza circa doppia rispetto agli strati esterni. ② I risultati presuppongono un substrato FR-4 in aria ferma; in caso di vuoto, instradamento molto fitto o carico continuo a piena potenza, aggiungi un margine del 20% o superiore. ③ Solo come riferimento per la progettazione — verifica con test prima della produzione.
Domande Frequenti
1. Quale standard utilizza questo calcolatore?
IPC-2221. La formula di base è I = k · ΔT^0.44 · A^0.725, dove k = 0.048 per gli strati esterni e 0.024 per quelli interni, A è la sezione trasversale della pista in mil² e ΔT è l'aumento di temperatura consentito. Inserendo la corrente, il calcolatore determina la larghezza minima della pista e riporta anche la resistenza della pista, la caduta di tensione e la perdita di potenza. IPC-2221 è volutamente conservativo, il che lo rende un punto di partenza sicuro per la maggior parte delle schede.
2. Quale aumento di temperatura dovrei consentire?
10 °C è il valore predefinito standard: la pista può raggiungere una temperatura di 10 °C superiore a quella ambiente. Aumenti più contenuti (5 °C) producono piste più larghe e più fredde, adatte a schede ad alta densità o ad alta affidabilità; 20 °C consente piste più strette, ma comporta una scheda più calda e una vita utile più breve per i componenti vicini. In un involucro sigillato o con una temperatura ambiente elevata (60 °C o superiore), mantieni basso l'aumento di temperatura.
3. Perché gli strati interni richiedono una larghezza circa doppia?
A causa del coefficiente k: 0.048 per gli strati esterni contro 0.024 per quelli interni. Una pista interna è inglobata nel FR-4, un isolante termico, quindi il calore che genera non può disperdersi nell'aria: può solo propagarsi attraverso il laminato verso piani e vias. Una pista esterna può inoltre condurre il calore verso il piano e trasferirlo all'ambiente per convezione e irraggiamento. A parità di corrente e aumento di temperatura, prevedi una larghezza circa doppia sugli strati interni oppure sposta il percorso ad alta corrente su uno strato esterno.
4. Quanto margine dovrei aggiungere?
Il calcolatore segnala il valore minimo teorico secondo IPC-2221. Aggiungi almeno il 10% alla larghezza nei progetti destinati alla produzione e il 20% o più in caso di funzionamento nel vuoto, instradamento denso con poco rame adiacente, carico massimo continuo o temperatura ambiente elevata. La riga di stato indica il margine della selezione corrente.
5. La lunghezza della pista è importante?
Non per la capacità di corrente: il riscaldamento dipende dalla sezione trasversale, non dalla lunghezza. Tuttavia, la lunghezza determina la caduta di tensione e la perdita di potenza: R = ρ·L/A, quindi un percorso lungo e sottile può causare una caduta di tensione significativa anche quando la sua larghezza è sufficiente dal punto di vista termico. Il calcolatore riporta la resistenza, la caduta di tensione e la perdita di potenza per la lunghezza inserita; se la caduta è troppo elevata, aumenta la larghezza della pista o accorcia il percorso. Come regola generale, mantieni le cadute sui rail di alimentazione al di sotto dell'1–2% della tensione del rail.
6. Quale spessore di rame dovrei utilizzare?
1 oz/ft² (35 µm) è il punto di partenza standard. 2 oz raddoppiano la sezione trasversale a parità di larghezza: per la stessa corrente, riducono approssimativamente della metà la larghezza necessaria; 0.5 oz o 0.33 oz vengono utilizzati per progetti a piste fini e HDI. Il calcolatore accetta il rame in oz/ft² o mil. Il rame più spesso costa di più e richiede una maggiore spaziatura per l'incisione; oltre 2 oz, verifica la finestra di processo del produttore.
7. Perché una scheda reale potrebbe supportare una corrente diversa da quella indicata dal calcolatore?
IPC-2221 è un modello empirico e conservativo basato su dati di test meno recenti: la capacità reale dipende dallo spessore della scheda, dai piani di rame adiacenti, dalla maschera di saldatur
a, dal flusso d'aria e dal montaggio. Analisi più recenti (IPC-2152, basate su misurazioni moderne) consentono spesso piste più strette rispetto a IPC-2221 per lo stesso aumento di temperatura. Considera questo calcolatore come il limite inferiore di sicurezza: per i progetti critici dal punto di vista termico, valida il risultato con l'imaging termico o con un test di carico di corrente su un coupon. LEADHUI può realizzare coupon di test con il tuo stack-up di produzione.
