Los diseñadores de PCB deben comprender los conceptos básicos de las pistas de PCB para crear placas de circuito impreso de alto rendimiento. Desde definiciones básicas hasta los tipos de pistas, este artículo cubre todos los fundamentos que necesita. Trabajar con software de diseño de placas de circuito impreso (PCB) puede resultar complicado en ocasiones. Esto se debe a que muchos términos técnicos y acrónimos pueden parecer confusos a primera vista. Incluso si nunca ha trabajado con software de diseño de PCB, no le llevará mucho tiempo familiarizarse con él. En esta entrada del blog se explican algunos de los conceptos más básicos que son esenciales para comprender los diseños de PCB y trabajar con ellos de forma eficaz.
¿Qué es PCB Trace?
Una pista de placa de circuito impreso es una ruta en una placa de circuito impreso que conecta dos puntos. La pista es el componente más fundamental en el diseño de PCB y la ingeniería inversa de PCB. Una pista puede ser una sola línea o un grupo de líneas paralelas. Puede estar en la capa superior o enterrada dentro de la placa. La pista se utiliza para conectar componentes en una placa de circuito impreso. Para comprender el uso de las pistas, es útil tener una idea de para qué se utiliza una placa de circuito impreso.
Ancho de la pista del PCB
El ancho de traza es el ancho de la propia traza, sin incluir el ancho de ningún relleno de cobre por encima o por debajo de ella. Es una de las especificaciones más importantes para una traza, principalmente porque afectará a la corriente que fluye a través de ella. La unidad de medida del ancho de traza suele ser milímetros (mm). En el software de diseño de PCB, deberá introducir el ancho de traza en píxeles para ver las trazas finales. Si no lo hace, el software asumirá que está utilizando un ancho de traza de 10 mil, que es un valor muy común.
¿Cómo calcular el ancho de las pistas de una placa de circuito impreso?
Longitud de la pista de PCB
La longitud de la traza es la distancia entre el terminal inicial y el terminal final de una traza. La longitud de la traza puede afectar a varios aspectos del diseño de la PCB, incluida la capacidad máxima de corriente y la longitud de la propia traza. Para calcular la longitud de la traza, es necesario conocer la corriente que se desea que fluya a través de ella.
La capacidad de corriente máxima le ayudará a encontrar la longitud a la que la traza comienza a sobrecalentarse y a perder fiabilidad. También puede utilizar esta fórmula para determinar la longitud de la traza: L = I / C, donde L es la longitud de la traza, I es la corriente y C es la capacitancia de la propia traza.
Espesor de la pista del PCB
El grosor de la pista (también conocido como grosor del vertido de cobre) es el ancho del cobre en la PCB. Como se puede imaginar, el grosor de la pista puede afectar en gran medida a la capacidad de corriente de una pista. En la mayoría de los casos, el grosor de la pista se calcula sumando el ancho de la pista y el espacio libre de la placa. Es importante tener en cuenta el espacio libre de la placa, ya que esto reducirá la capacidad de corriente de la pista. El trazado es el proceso de aplicar un material conductor, como el cobre, a un sustrato. El sustrato puede ser una placa de circuito impreso, un recubrimiento conductor aplicado a un sustrato o incluso un adhesivo conductor.
Espaciado entre pistas de PCB
El espaciado entre trazas es la distancia entre las trazas de su PCB. Afectará al ancho de las trazas y a la cantidad de corriente que cada traza puede soportar. Esto se debe a que el ancho de las trazas suele estar determinado por el ancho del relleno de cobre, que es el ancho del cobre entre las trazas. Si el espaciado entre trazas es demasiado amplio, el relleno de cobre será más ancho que la traza. Esto dará lugar a un ancho de traza más amplio, lo que no siempre es bueno. Puede utilizar esta ecuación para determinar el espaciado entre trazas: S = W – 2 × T, donde S es el espaciado entre trazas, W es el ancho de la traza, T es el grosor de la traza y 2 es la separación entre trazas.
Orientación de las pistas de PCB y soldabilidad
La orientación de las pistas es la dirección en la que discurren las pistas por la PCB. También determinará la soldabilidad y la impedancia de su PCB. La impedancia es una medida de cuánto se ralentiza la corriente por la PCB. La orientación y la soldabilidad de las pistas se pueden controlar mediante el cobre vertido alrededor de las mismas. Si el vertido de cobre está lo suficientemente cerca de las pistas, puede afectar a su orientación y soldabilidad.
Selección de materiales para pistas de PCB
A la hora de seleccionar el material adecuado para la pista de su PCB, hay varios factores clave que debe tener en cuenta:
- En primer lugar, el nivel de corriente. Si se transportan corrientes elevadas, será necesario seleccionar un material con buena conductividad. El cobre es una buena opción para aplicaciones de alta corriente.
- En segundo lugar, el ancho de la pista. Cuanto más ancha sea la pista, más corriente podrá transportar.
- En tercer lugar, la impedancia de la pista. Esto es importante para aplicaciones de alta velocidad en las que la integridad de la señal es fundamental.
- En cuarto lugar, la cantidad de calor. Si la pista va a transportar corrientes elevadas o va a funcionar a altas velocidades, deberá seleccionar un material que pueda disipar el calor de forma eficaz.
- Por último, el coste del material. El cobre es la opción más cara, pero también la más versátil.
Tamaño de la vía del PCB
Recuerde que una pista no es solo las líneas de cobre en una PCB. La pista también tiene una conexión «eléctrica» con el resto de la placa, normalmente en forma de vía. Una vía es la forma en que una pista en una capa de una PCB se conecta a una pista en otra capa de la PCB. Por lo tanto, la vía es el punto de conexión entre las dos capas de la PCB. El tamaño de la vía viene determinado por la corriente que fluye a través de ella. Esto puede resultar complicado, ya que no es tan sencillo como en el caso de una pista. Para determinar el tamaño de la vía, hay que tener en cuenta su capacitancia e inductancia. La capacitancia y la inductancia de la vía se ven afectadas por el grosor del cobre, el tamaño del vertido de cobre y el tamaño del orificio de la vía. El tamaño del orificio de la vía es el diámetro del orificio de la vía que se perfora a través de la PCB.
Conclusión
La pista de PCB es el componente más fundamental del diseño de PCB. Una pista es una ruta en una PCB que conecta dos puntos para conectar componentes. La pista se encuentra en la capa superior o enterrada dentro de la placa. El ancho, la longitud y el grosor de la pista son consideraciones importantes al diseñar pistas de PCB. Tenga en cuenta estos conceptos básicos sobre las pistas al diseñar su PCB. Esto le ayudará a crear placas de circuito impreso de alto rendimiento.
