Разработчики печатных плат должны понимать основы трассировки печатных плат, чтобы создавать высокопроизводительные печатные платы. В этой статье освещаются все необходимые основы, от базовых определений до типов трассировок. Работа с программным обеспечением для проектирования печатных плат (PCB) порой может быть сложной задачей. Это связано с тем, что многие технические термины и аббревиатуры на первый взгляд могут показаться запутанными. Даже если вы никогда раньше не работали с программным обеспечением для проектирования печатных плат, вам не понадобится много времени, чтобы освоиться. В этой статье мы расскажем о некоторых базовых концепциях, которые необходимы для понимания конструкции печатных плат и эффективной работы с ними.
Что такое трасса печатной платы?
Дорожка печатной платы — это путь на печатной плате, соединяющий две точки. Дорожка является наиболее фундаментальным компонентом в проектировании печатных плат и реверс-инжиниринге печатных плат. Дорожка может представлять собой одну линию или группу параллельных линий. Она может находиться на верхнем слое или быть погружена внутрь платы. Дорожка используется для соединения компонентов на печатной плате. Чтобы понять использование дорожки, полезно иметь представление о том, для чего используется печатная плата.
Ширина дорожки печатной платы
Ширина дорожки — это ширина самой дорожки, не включая ширину медного покрытия над или под ней. Это одна из самых важных характеристик дорожки, главным образом потому, что она влияет на ток, протекающий по дорожке. Единица измерения ширины дорожки обычно измеряется в миллиметрах (мм). В программном обеспечении для проектирования печатных плат вам необходимо ввести ширину дорожки в пикселях, чтобы увидеть окончательные дорожки. Если вы этого не сделаете, программа будет считать, что вы используете ширину дорожки 10 мил, что является очень распространенным значением.
Как рассчитать ширину дорожки на печатной плате?
Длина дорожки печатной платы
Длина трассы — это расстояние между начальным и конечным выводами трассы. Длина трассы может влиять на некоторые аспекты конструкции печатной платы, в том числе на максимальную токовую нагрузку и длину самой трассы. Чтобы рассчитать длину трассы, необходимо знать ток, который должен протекать по трассе, чтобы определить ее длину.
Максимальная токовая нагрузка поможет вам определить длину, при которой трасса начинает перегреваться и становится ненадежной. Вы также можете использовать эту формулу для определения длины трассы: L = I / C, где L — длина трассы, I — ток, а C — емкость самой трассы.
Толщина дорожки печатной платы
Толщина дорожки (также известная как толщина медного покрытия) — это ширина медного покрытия на печатной плате. Как можно себе представить, толщина дорожки может значительно повлиять на токовую нагрузку дорожки. В большинстве случаев толщина дорожки определяется путем сложения ширины дорожки и зазора платы. Важно учитывать зазор платы, поскольку он снижает токовую нагрузочную способность дорожки. Нанесение дорожек — это процесс нанесения проводящего материала, такого как медь, на подложку. Подложкой может быть печатная плата, проводящее покрытие, нанесенное на подложку, или даже проводящий клей.
Расстояние между дорожками печатной платы
Расстояние между дорожками — это расстояние между дорожками на печатной плате. Оно влияет на ширину дорожек и на то, какой ток может пропускать каждая дорожка. Это связано с тем, что ширина дорожки обычно определяется шириной медного наполнителя, то есть шириной меди между дорожками. Если расстояние между дорожками слишком велико, медный наполнитель будет шире дорожки. Это приведет к увеличению ширины дорожки, что не всегда является желательным. Вы можете использовать следующее уравнение для определения расстояния между дорожками: S = W — 2 × T, где S — расстояние между дорожками, W — ширина дорожки, T — толщина дорожки, а 2 — зазор между дорожками.
Ориентация дорожек печатной платы и паяемость
Ориентация дорожек — это направление, в котором дорожки проходят по печатной плате. Она также определяет паяемость и импеданс вашей печатной платы. Импеданс — это показатель того, насколько печатная плата замедляет прохождение тока. Ориентацию дорожек и их паяемость можно контролировать с помощью медного покрытия, нанесенного вокруг дорожек. Если медный слой находится достаточно близко к дорожкам, это может повлиять на их ориентацию и паяемость.
Выбор материала для печатных плат
При выборе подходящего материала для печатной платы необходимо учитывать несколько ключевых факторов:
- Во-первых, уровень тока. Если вы передаете высокие токи, вам необходимо выбрать материал с хорошей проводимостью. Медь — хороший выбор для применений с высоким током.
- Во-вторых, ширина дорожки. Чем шире дорожка, тем больше ток она может проводить.
- В-третьих, импеданс трассы. Это важно для высокоскоростных приложений, где критически важна целостность сигнала.
- В-четвертых, количество тепла. Если трасса будет проводить высокие токи или работать на высоких скоростях, вам нужно будет выбрать материал, который может эффективно рассеивать тепло.
- Наконец, стоимость материала. Медь — самый дорогой вариант, но и самый универсальный.
Размер перемычки на печатной плате
Помните, что трасса — это не только медные линии на печатной плате. Трасса также имеет «электрическое» соединение с остальной частью платы, обычно в виде переходного отверстия. Переходное отверстие — это то, как трасса на одном слое печатной платы соединяется с трассой на другом слое печатной платы. Таким образом, переходное отверстие является точкой соединения между двумя слоями печатной платы. Размер переходного отверстия определяется током, протекающим через него. Это может быть сложно, потому что это не так просто, как в случае с дорожкой. Чтобы определить размер переходного отверстия, необходимо учитывать его емкость и индуктивность. На емкость и индуктивность переходного отверстия влияют толщина меди, размер заливки меди и размер отверстия переходного отверстия. Размер отверстия переходного отверстия — это диаметр отверстия, просверленного в печатной плате.
Заключение
Трасса печатной платы является наиболее фундаментальным компонентом проектирования печатных плат. Трасса — это путь на печатной плате, соединяющий две точки для подключения компонентов. Трасса находится на верхнем слое или погружена внутрь платы. Ширина, длина и толщина трассы являются важными факторами, которые необходимо учитывать при проектировании трасс печатных плат. При проектировании печатной платы помните об этих основных принципах. Это поможет вам создать высокопроизводительные печатные платы.
