Cálculo del Ancho de Pista en PCB: Guía Profesional para Ancho de Traza

Si ha trabajado con PCB, habrá notado las capas de cobre que van de un punto a otro. Pero, ¿se ha preguntado alguna vez si su grosor importa? Bueno, si es así, este artículo está hecho a su medida.

Siga leyendo para entender los fundamentos del ancho de pista y su importancia en las placas PCB.

¿Qué es el ancho de pista?

Fig 1: Un PCB mostrando las pistas

La pista es la capa activa/camino conductor de traza de cobre que conecta un punto a otro en un PCB. También puede encontrarla llamada traza de PCB. Mientras tanto, el ancho de pista es directamente proporcional al grosor de la pista de cobre.

Normalmente, encontrará el ancho de pista expresado en milímetros (mm). Además, el parámetro es esencial para determinar la clase de patrón de la placa.

Una capa de señal ordinaria transmitirá eficientemente con un valor de ancho de pista de aproximadamente 0.150 milímetros o 6 mils.

Cálculo del Ancho de Traza

Fig 2: Puede calcular el ancho de traza del PCB

Tenga en cuenta que el grosor de la traza del PCB opera como una resistencia. Por tanto, cuanto más estrecha y larga sea, mayor será la resistencia. Ilustraremos cómo deducir la resistencia de la traza y el ancho de traza del PCB.

Primero, puede calcular la corriente admisible mediante esta fórmula.

I es la Corriente Eléctrica, Delta T es el cambio de temperatura, mientras que A es el área transversal de la pista. Por tanto, reescriba la ecuación anterior para el ancho de pista y haga del área transversal el sujeto de la fórmula. Aquí está la ecuación final después de la reorganización.

Por último, ahora puede calcular el ancho de pista del PCB mediante la ecuación siguiente.

Recuerde, las fórmulas anteriores son aplicables en pistas con corriente de 0-35 Amperios y un cambio de temperatura de entre 10 y 100 grados Celsius.

Consejos de Diseño para Ancho de Pista

Fig 3: Debe mantener un ancho de pista mínimo particular

Debe guiarse por la especificación de diseño y la corriente que debe pasar por las pistas durante el proceso de diseño.

Pero, siempre asegúrese de tener un ancho de pista de ruta mínimo de 1.0mm por Amperio. Tal ancho será el mejor ajuste para un grosor de cobre de 1.0oz/ft2. Idealmente, la traza de cobre en la mayoría de los PCB tiene este grosor.

Sin embargo, debido a condiciones de aplicación particulares, es posible que no opte por este ancho en algunos casos. Usar una calculadora de ancho de pista sería de gran ayuda en tales escenarios. Además, durante el diseño, asegúrese de que el ancho no sea demasiado ancho para que interfiera con pistas cercanas y evite cortocircuitos.

Ancho de Pista en KiCad: ¿Cómo Cambiarlo?

Fig 4: Puede cambiar el Ancho de Pista en KiCad desde la configuración

La versión 5.1.8 de KiCad tiene un ancho de traza predeterminado de 0.250 milímetros o 9.84 mils. Aunque sigue siendo un ancho viable, es relativamente delgado y propenso a romperse. Por tanto, es necesario un grosor de cobre adicional. Idealmente, podemos expandirlo a un ancho de aproximadamente 0.500 milímetros o 19.69 mils.

Tal grosor es ideal para transferencia de carga de potencia y trazas de señal.

Sin embargo, aún puede ir por debajo de este valor si su herramienta/diseño lo exige. Solo no baje del 0.250mm predeterminado.

Aquí están los pasos clave para alterar el grosor de pista del PCB:

Haga clic en "PCBNew" y seleccione el menú desplegable de cambio de ancho.

Luego, elija editar "tamaños predefinidos".

A continuación, seleccione "Pista y Vías" en la ventana siguiente, y en la columna, haga clic en el botón +.

Se le pedirá que ingrese una cifra. Escriba 0.500 y presione "Enter".

Por último, confirme si ha ingresado los valores correctos específicos de capa comprobando el menú desplegable de ancho. Si lo hizo todo correctamente, debería mostrarse en el desplegable.

Tenga en cuenta que KiCad a veces puede volver al valor de 0.250mm. Por tanto, manténgase atento y cambie el valor cada vez que se altere.

Además, observe la diferencia en el grosor del Cu-Foil en el diagrama siguiente.

Conclusión

Hemos proporcionado una revisión sistemática y meta-análisis del ancho de pista. Así, ya está listo para trabajar en esta disciplina. Para más información sobre este tema, simplemente contáctenos.