Cómo se calcula el ancho
La IPC-2221 relaciona la corriente que puede llevar una pista con su sección y con el aumento de temperatura que aceptas. El espesor del cobre convierte después la sección en un ancho.
I = k × ΔT^0,44 × A^0,725 k = 0,048 capas externas, 0,024 capas internas A en mil², ΔT en °C, I en A ancho = A ÷ espesor del cobre (mil)
Ejemplo: 1 A en una capa externa con cobre de 1 oz y un aumento de 10 °C necesita 16,3 mil². Con 1,378 mil de cobre son 11,8 mil, es decir, 0,30 mm.
| Corriente | Capa externa | Capa interna |
|---|---|---|
| 0,5 A | 0,12 mm · 4,5 mil | 0,3 mm · 11,8 mil |
| 1 A | 0,3 mm · 11,8 mil | 0,78 mm · 30,8 mil |
| 2 A | 0,78 mm · 30,8 mil | 2 mm · 80 mil |
| 3 A | 1,4 mm · 53,8 mil | 3,6 mm · 140 mil |
| 5 A | 2,8 mm · 109 mil | 7,2 mm · 283 mil |
| 10 A | 7,2 mm · 283 mil | 18,7 mm · 737 mil |
Anchos mínimos según la IPC-2221 con cobre de 1 oz y un aumento de 10 °C.
Espesor del cobre
El cobre de los PCB se indica en onzas por pie cuadrado: una onza de cobre extendida sobre un pie cuadrado tiene unos 35 µm de espesor, 2 oz unos 70 µm. Al duplicar el cobre, el ancho necesario para la misma corriente se reduce más o menos a la mitad.
IPC-2221 e IPC-2152
Las curvas de la IPC-2221 vienen de medidas de los años cincuenta. La IPC-2152, publicada en 2009, se basa en ensayos nuevos. Resultó que las pistas internas se calientan más o menos como las externas, así que los anchos IPC-2221 para capas internas son muy prudentes. Para capas externas la IPC-2221 está en el orden correcto, pero no siempre del lado seguro: una placa en aire quieto sin planos de cobre puede calentarse más de lo que predice, mientras que los planos cercanos o una placa más gruesa mantienen las pistas más frías. Para una placa de aficionado, el valor de capa externa con 10 °C de aumento es un buen punto de partida.
Preguntas frecuentes
¿Qué ancho necesita una pista de 1 A?
Unos 0,3 mm (12 mil) en una capa externa con cobre de 1 oz y un aumento de 10 °C. Aceptando 20 °C de aumento, unos 0,2 mm.
¿Una pista corta puede ser más fina?
El aumento de temperatura depende del ancho, no de la longitud. Un estrechamiento corto entre dos zonas grandes de cobre se calienta algo menos, porque el cobre de alrededor se lleva el calor. La longitud añade resistencia y caída de tensión.
¿Qué significa cobre de 1 oz?
Una onza de cobre extendida de forma uniforme sobre un pie cuadrado, unos 35 µm de espesor. Es lo estándar en las capas externas de la mayoría de las placas; 2 oz es una opción habitual en placas de potencia.
¿Por qué la pista de la capa interna es mucho más ancha?
La IPC-2221 divide por dos la corriente en las capas internas, lo que hace las pistas internas unas 2,6 veces más anchas. La IPC-2152, más reciente, comprobó que las pistas internas se enfrían más o menos como las externas, así que el valor interno es muy prudente.