Калькулятор ширины дорожек печатной платы
На основе стандарта IPC-2221 — введите значение тока, чтобы получить необходимую ширину дорожки, сопротивление, падение напряжения и потери мощности.
Входные параметры
Рекомендуемая ширина дорожки
| Ток (А) | Ширина наружной дорожки (мм) | Ширина внутренней дорожки (мм) | Наружная (мил) |
|---|
Пересчёт единиц: 1 унция/фут² = 1.4 мил = 35.6 мкм · °F = °C × 9/5 + 32 · 1 дюйм = 25.4 мм.
Примечания: ① Внутренние слои плохо отводят тепло — при одинаковых условиях им требуется примерно в 2 раза большая ширина, чем наружным слоям. ② Результаты рассчитаны для подложки FR-4 в неподвижном воздухе; для вакуума, плотной трассировки или постоянной полной нагрузки добавьте запас не менее 20%. ③ Только для справки при проектировании — перед производством подтвердите расчёт испытаниями.
Frequently Asked Questions
1. Какой стандарт использует этот калькулятор?
IPC-2221. Основная формула: I = k · ΔT^0.44 · A^0.725, где k = 0.048 для внешних слоёв и 0.024 для внутренних, A — площадь поперечного сечения дорожки в мил², а ΔT — допустимое повышение температуры. С учётом заданного тока калькулятор рассчитывает минимальную ширину дорожки, а также показывает сопротивление дорожки, падение напряжения и потери мощности. Стандарт IPC-2221 намеренно консервативен, поэтому он служит безопасной отправной точкой для большинства плат.
2. Какое повышение температуры следует допустить?
10 °C — стандартное значение по умолчанию: дорожка может нагреваться на 10 °C выше температуры окружающей среды. Меньшее повышение температуры (5 °C) обеспечивает более широкие и холодные дорожки, что подходит для плотной компоновки или плат высокой надёжности; 20 °C позволяет использовать более узкие дорожки, но приводит к большему нагреву платы и сокращает срок службы расположенных рядом компонентов. В герметичном корпусе или при высокой температуре окружающей среды (от 60 °C и выше) следует выбирать небольшое повышение температуры.
3. Почему для внутренних слоёв требуется примерно вдвое большая ширина?
Из-за коэффициента k: 0.048 для внешних слоёв против 0.024 для внутренних. Внутренняя дорожка находится внутри FR-4, который является теплоизолятором, поэтому выделяемое ею тепло не может выйти в воздух — оно может распространяться только через ламинат к полигонам и переходным отверстиям. Внешняя дорожка также может передавать тепло на полигон, а кроме того, отдавать его в окружающую среду за счёт конвекции и излучения. При одинаковых токе и повышении температуры следует закладывать примерно в 2 раза большую ширину для внутренних слоёв — либо перенести сильноточную цепь на внешний слой.
4. Какой запас следует добавить?
Калькулятор показывает теоретический минимум по IPC-2221. Для серийных конструкций добавляйте к ширине как минимум 10%, а для работы в вакууме, плотной трассировки с небольшим количеством соседней меди, постоянной полной нагрузки или высокой температуры окружающей среды — 20% или больше. В строке состояния отображается запас для выбранных вами параметров.
5. Имеет ли значение длина дорожки?
Не для допустимой токовой нагрузки — нагрев зависит от площади поперечного сечения, а не от длины. Однако длина влияет на падение напряжения и потери мощности: R = ρ·L/A, поэтому длинная и тонкая дорожка может вызвать заметное падение напряжения, даже если её ширины достаточно с точки зрения нагрева. Калькулятор рассчитывает сопротивление, падение напряжения и потери мощности для указанной вами длины; если падение слишком велико, увеличьте ширину дорожки или сократите её длину. Как правило, падение напряжения в цепях питания следует удерживать в пределах 1–2% от напряжения питания.
6. Какую толщину медного слоя следует использовать?
1 унция/фут² (35 мкм) — стандартная отправная точка. Слой 2 oz удваивает площадь поперечного сечения при той же ширине — для того же тока он примерно вдвое уменьшает требуемую ширину; 0.5 oz или 0.33 oz используются в конструкциях с тонкими дорожками и HDI. Калькулятор принимает толщину меди в oz/ft² или мил. Более толстая медь стоит дороже и требует увеличенного зазора при травлении — для толщины свыше 2 oz уточните технологические возможности вашего производителя.
7. Почему реальная плата может выдерживать ток, отличающийся от значения, рассчитанного калькулятором?
IPC-2221 — это эмпирическая консервативная модель, основанная на более старых данных испытаний; фактическая допустимая нагрузка зависит от толщины платы, соседних медных полигонов, припоя m
аски, воздушного потока и способа монтажа. Более новый анализ (IPC-2152), основанный на современных измерениях, часто допускает более узкие дорожки, чем IPC-2221, при том же повышении температуры. Рассматривайте этот калькулятор как безопасную нижнюю границу: для конструкций, критичных с точки зрения теплового режима, проверьте результат с помощью тепловизионной съёмки или испытания на пропускание тока на тестовом образце. LEADHUI может изготовить тестовые образцы с вашим производственным стеком слоёв.
