What is line width?

Feuch an tòisich sinn leis na rudan bunaiteach. What exactly is trace width? Carson a tha e cudromach leud lorg sònraichte a shònrachadh? An adhbhar aig PCB is e uèirleadh a bhith a ’ceangal seòrsa sam bith de chomharradh dealain (analog, didseatach no cumhachd) bho aon nód gu fear eile.

Faodaidh nód a bhith na phrìne de cho-phàirt, meur de lorg no plèana nas motha, no ceap falamh no puing deuchainn airson sgrùdadh. Trace widths are usually measured in mils or thousands of inches. Standard wiring widths for ordinary signals (no special requirements) may be several inches in length in the 7-12 mils range, but many factors should be considered when defining the wiring width and length.

The application typically drives the wiring width and wiring type in PCB design and, at some point, usually balances PCB manufacturing cost, board density/size, and performance. Ma tha riatanasan dealbhaidh sònraichte aig a ’bhòrd, leithid luathachadh astair, fuaim no casg cuideachaidh, no sruth / bholtadh àrd, is dòcha gum bi an leud agus an seòrsa lorg nas cudromaiche na bhith a’ meudachadh cosgais saothrachaidh PCB lom no meud iomlan a ’bhùird.

Specification relating to wiring in PCB manufacturing

Mar as trice, bidh na sònrachaidhean a leanas co-cheangailte ri uèirleadh a ’tòiseachadh ag àrdachadh cosgais saothrachadh PCBS lom.

Mar thoradh air fulangas nas cruaidhe PCB agus an uidheamachd àrd a dh ’fheumar airson saothrachadh, sgrùdadh no deuchainn PCBS, bidh cosgaisean a’ fàs gu math àrd:

L Trace leud nas lugha na 5 mil (0.005 a-steach.)

L Trace spacing less than 5 mils

L Through holes less than 8 mil in diameter

L Tiugh lorg nas lugha na no co-ionann ri 1 unnsa (co-ionann ri 1.4 mils)

L Differential pair and controlled length or wiring impedance

Is dòcha gum feum dealbhadh àrd-dùmhlachd a tha a ’cothlamadh gabhail àite PCB, leithid BGA le farsaingeachd gu math no busaichean co-shìnte cunntadh comharran àrd, leud loidhne de 2.5 mil, a bharrachd air seòrsachan sònraichte de thuill troimhe le trast-thomhas suas ri 6 mil, mar sin mar thuill microthrough drile leusair. Air an làimh eile, dh ’fhaodadh gum bi feum aig cuid de dhealbhaidhean àrd-chumhachd air uèirichean no plèanaichean glè mhòr, ag ithe sreathan slàn agus a’ dòrtadh ounces a tha nas tiugha na an àbhaist. In space-constrained applications, very thin plates containing several layers and a limited copper casting thickness of half an ounce (0.7 mil thickness) may be required.

Ann an cùisean eile, dh ’fhaodadh gum bi feum air dealbhadh airson conaltradh aig astar luath bho aon iomall gu fear eile le uèirleadh le bacadh fo smachd agus leudan sònraichte agus farsaingeachd eadar a chèile gus meòrachadh agus ceangal brosnachail a lughdachadh. No dh ’fhaodadh gum bi feum aig an dealbhadh air faid sònraichte gus a bhith a’ maidseadh comharran buntainneach eile sa bhus. Feumaidh tagraidhean àrd bholtachd cuid de fheartan sàbhailteachd, leithid a bhith a ’lughdachadh an astar eadar dà chomharra diofraichte fosgailte gus casg a chuir air èirigh. Ge bith dè na feartan no na feartan, tha lorg mhìneachaidhean cudromach, mar sin feuch an dèan sinn sgrùdadh air diofar thagraidhean.

Various wiring widths and thicknesses

Mar as trice tha grunn leudan loidhne ann an PCBS, oir tha iad an urra ri riatanasan comharran (faic Figear 1). Tha na lorgan as fheàrr a tha air an sealltainn airson comharran ìre TTL (loidsig transistor-transistor) airson adhbhar coitcheann agus chan eil riatanasan sònraichte aca airson dìon gnàthach àrd no fuaim.

Is iad sin na seòrsaichean uèiridh as cumanta air a ’bhòrd.

Tha uèirleadh tiugh air a mheudachadh airson comas giùlain gnàthach agus faodar a chleachdadh airson iomaill no gnìomhan co-cheangailte ri cumhachd a dh ’fheumas cumhachd nas àirde, leithid luchd-leantainn, motaran, agus gluasadan cumhachd cunbhalach gu pàirtean aig ìre nas ìsle. The upper left part of the figure even shows a differential signal (USB high-speed) that defines a specific spacing and width to meet the impedance requirements of 90 ω. Tha Figear 2 a ’sealltainn bòrd cuairteachaidh beagan nas dùmhail anns a bheil sia sreathan agus a dh’ fheumas co-chruinneachadh BGA (sreath clèithe ball) a dh ’fheumas sreangadh nas grinne.

How to calculate PCB line width?

Let’s step through the process of calculating a certain trace width for a power signal that transfers current from a power component to a peripheral device. San eisimpleir seo, bidh sinn ag obrachadh a-mach an leud loidhne as lugha den t-slighe cumhachd airson motair DC. Bidh an t-slighe cumhachd a ’tòiseachadh aig an leaghadh, a’ dol tarsainn air an drochaid-H (am pàirt a thathar a ’cleachdadh gus sgaoileadh cumhachd a stiùireadh thairis air lùban motair DC), agus a’ tighinn gu crìch aig ceangal an motair. Is e an sruth cuibheasach leantainneach as àirde a dh ’fheumas motair DC timcheall air 2 amperes.

A-nis, tha uèirleadh PCB ag obair mar fhreastair, agus mar as fhaide agus nas cumhainge an uèirleadh, is ann as motha a thèid an cur ris. If wiring is not defined correctly, the high current may damage wiring and/or cause a significant voltage drop to the motor (resulting in reduced speed). The NetC21_2 shown in Figure 3 is about 0.8 inches long and needs to carry a maximum current of 2 amperes. Ma ghabhas sinn ri cuid de chumhachan coitcheann, leithid 1 unnsa de dòrtadh copair agus teòthachd an t-seòmair rè obrachadh àbhaisteach, feumaidh sinn obrachadh a-mach an leud loidhne as ìsle agus an cuideam a thathar a ’sùileachadh aig an leud sin.

Mar a nì thu cunntas air strì uèir PCB?

The following equation is used for trace area:

Area [Mils ²] = (current [Amps] / (K * (Temp_Rise [°C]) ^ b)) ^ (1 / C), which follows IPC outer layer (or top/bottom) criterion, k = 0.048, b = 0.44, C = 0.725. Thoir fa-near gur e gnàthach an aon chaochladh a dh ’fheumas sinn a chuir a-steach.

Using this region in the following equation will give us the necessary width that tells us the line width needed to carry the current without any potential problems:

Leud [Mils] = sgìre [Mils ^ 2] / (tiugh [oz] * 1.378 [mils / oz]), far a bheil 1.378 co-cheangailte ris an tighead dòrtadh àbhaisteach 1 oz.

Le bhith a ’cuir a-steach 2 amperes de shruth a-steach don àireamhachadh gu h-àrd, gheibh sinn co-dhiù 30 mils de uèirleadh.

Ach chan eil sin ag innse dhuinn dè a bhios an ìsleachadh bholtachd gu bhith. This is more involved because it needs to calculate the resistance of the wire, which can be done according to the formula shown in Figure 4.

Anns an fhoirmle seo, ρ = seasmhachd copar, α = co-èifeachd teothachd copair, T = lorg tiugh, W = leud lorg, L = fad lorg, T = teòthachd. Ma tha na luachan buntainneach uile air an cuir a-steach do leud 0.8 “de leud 30mils, tha sinn a’ faighinn a-mach gu bheil an aghaidh uèiridh timcheall air 0.03? And it lowers the voltage by about 26mV, which is fine for this application. Tha e feumail fios a bhith agad dè a tha a ’toirt buaidh air na luachan sin.

Beàrn is fad càball PCB

Airson dealbhadh didseatach le conaltradh àrd-astar, is dòcha gum bi feum air farsaingeachd sònraichte agus faid atharraichte gus crosstalk, coupling, agus meòrachadh a lughdachadh. Airson an adhbhair seo, tha cuid de thagraidhean cumanta nan comharran eadar-dhealaichte sreathach stèidhichte air USB agus comharran eadar-dhealaichte stèidhichte air RAM. Typically, USB 2.0 will require differential routing at 480Mbit/s (USB high speed class) or higher. This is partly because high-speed USB typically operates at much lower voltages and differences, bringing the overall signal level closer to background noise.

There are three important things to consider when routing high-speed USB cables: wire width, lead spacing, and cable length.

Tha iad sin uile cudromach, ach is e an rud as èiginnich de na trì dèanamh cinnteach gu bheil faid an dà loidhne a ’maidseadh cho mòr’ s a ghabhas. As a general rule of thumb, if the lengths of the cables differ from each other by no more than 50 mils (for high-speed USB), this significantly increases the risk of reflection, which may result in poor communication. Is e sònrachadh coitcheann a th ’ann an impedance maidsidh 90 ohm airson sreangadh paidhir eadar-dhealaichte. Gus an amas seo a choileanadh, bu chòir gnàthachadh a dhèanamh air leud is farsaingeachd.

Tha Figear 5 a ’sealltainn eisimpleir de phaidhir eadar-dhealaichte airson sreangadh eadar-aghaidh USB àrd-astar anns a bheil uèirleadh 12 mil de leud ann an amannan 15 mil.

Bidh eadar-aghaidh airson co-phàirtean stèidhichte air cuimhne anns a bheil eadar-aghaidh co-shìnte (leithid DDR3-SDRAM) nas cuingealaichte a thaobh fad uèir. Bidh comasan atharrachaidh faid aig a ’mhòr-chuid de bhathar-bog dealbhaidh PCB aig àrd ìre a nì an fhad as fheàrr airson a bhith a’ maidseadh a h-uile comharra buntainneach anns a ’bhus co-shìnte. Tha Figear 6 a ’sealltainn eisimpleir de chruth DDR3 le sreangadh atharrachadh faid.

Traces and planes of ground filling

Some applications with noise-sensitive components, such as wireless chips or antennas, may require a little extra protection. Faodaidh dealbhadh uèirichean agus plèanaichean le tuill talmhainn freumhaichte cuideachadh gu mòr le bhith a ’lughdachadh sreangadh faisg air làimh no togail phlèanaichean agus comharran far-bòrd a bhios a’ snàgail a-steach do oirean a ’bhùird.

Tha Figear 7 a ’sealltainn eisimpleir de mhodal Bluetooth air a chuir faisg air oir a’ phlàta, le a antenna (tro chomharran clò-bhuailte sgrion “ANT”) taobh a-muigh loidhne thiugh anns a bheil tuill troimhe ceangailte ri cumadh na talmhainn. Bidh seo a ’cuideachadh le bhith a’ sgaradh an antenna bho chuairtean agus plèanaichean eile air bòrd.

Faodar an dòigh eile seo air slighe tron ​​talamh (anns a ’chùis seo plèana polygonal) a chleachdadh gus cuairt a’ bhùird a dhìon bho chomharran gun uèir taobh a-muigh. Tha Figear 8 a ’sealltainn PCB mothachail air fuaim le plèana stèidhichte tro tholl tro oir a’ bhùird.

Na cleachdaidhean as fheàrr airson sreangadh PCB

Many factors determine the wiring characteristics of the PCB field, so be sure to follow best practices when wiring your next PCB, and you’ll find a balance between PCB fab cost, circuit density, and overall performance.