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Calcul de largeur de piste PCB

La largeur qu’une piste doit avoir pour le courant qu’elle transporte, ou le courant que supporte une piste déjà tracée. Avec la résistance, la tension perdue et une note honnête sur la marge de sécurité de ces valeurs.

Largeur de piste minimale
0,3mm
11,8 mil · couche externe, 1 oz
Résistance
86,8 mΩ
Chute de tension
87 mV
Puissance perdue
87 mW
Largeur nécessaire selon le courant
01230 A0,5 A1 A1,5 A2 Aexterneinterne
Piste
Calculer
A
Épaisseur de cuivre

La plupart des cartes 2 couches ont du cuivre 1 oz (35 µm) sur les couches externes.

°C

10 °C est le choix habituel et prudent ; 20 à 30 °C conviennent pour des pistes de puissance courtes.

Couche
mm
°C

Pour la résistance, la chute de tension et la puissance perdue.

Largeurs pour les courants usuels

CourantCouche externeCouche interne

À prendre en compte

Texte brut, pour vos notes de conception.

Comment la largeur est calculée

L’IPC-2221 relie le courant qu’une piste peut transporter à sa section et à l’échauffement que vous acceptez. L’épaisseur du cuivre transforme ensuite la section en largeur.

I = k × ΔT^0,44 × A^0,725
k = 0,048 couches externes, 0,024 couches internes
A en mil², ΔT en °C, I en A
largeur = A ÷ épaisseur du cuivre (mil)

Exemple : 1 A sur une couche externe avec du cuivre 1 oz et un échauffement de 10 °C demande 16,3 mil². Avec 1,378 mil de cuivre, cela fait 11,8 mil, soit 0,30 mm.

CourantCouche externeCouche interne
0,5 A0,12 mm · 4,5 mil0,3 mm · 11,8 mil
1 A0,3 mm · 11,8 mil0,78 mm · 30,8 mil
2 A0,78 mm · 30,8 mil2 mm · 80 mil
3 A1,4 mm · 53,8 mil3,6 mm · 140 mil
5 A2,8 mm · 109 mil7,2 mm · 283 mil
10 A7,2 mm · 283 mil18,7 mm · 737 mil

Largeurs minimales selon l’IPC-2221 avec du cuivre 1 oz et un échauffement de 10 °C.

Épaisseur de cuivre

Le cuivre des PCB se spécifie en onces par pied carré : 1 oz de cuivre étalée sur un pied carré fait environ 35 µm d’épaisseur, 2 oz environ 70 µm. Doubler le cuivre divise à peu près par deux la largeur nécessaire pour le même courant.

IPC-2221 et IPC-2152

Les courbes de l’IPC-2221 remontent à des mesures des années 1950. L’IPC-2152, publiée en 2009, repose sur de nouveaux essais. Il s’est avéré que les pistes internes chauffent à peu près autant que les externes, donc les largeurs IPC-2221 pour les couches internes sont très prudentes. Pour les couches externes, l’IPC-2221 donne le bon ordre de grandeur mais pas toujours avec une marge de sécurité : une carte en air calme sans plans de cuivre peut chauffer plus que ne le prévoit la norme, alors que des plans proches ou une carte plus épaisse gardent les pistes plus fraîches. Pour une carte amateur, la valeur en couche externe avec un échauffement de 10 °C est un bon point de départ.

Questions fréquentes

Quelle largeur pour une piste de 1 A ?

Environ 0,3 mm (12 mil) sur une couche externe avec du cuivre 1 oz et un échauffement de 10 °C. En acceptant 20 °C d’échauffement, environ 0,2 mm.

Une piste courte peut-elle être plus fine ?

L’échauffement dépend de la largeur, pas de la longueur. Un court étranglement entre deux grandes zones de cuivre chauffe un peu moins, car le cuivre autour évacue la chaleur. La longueur ajoute de la résistance et de la chute de tension.

Que veut dire « cuivre 1 oz » ?

Une once de cuivre étalée uniformément sur un pied carré, soit environ 35 µm d’épaisseur. C’est le standard pour les couches externes de la plupart des cartes ; 2 oz est une option courante pour les cartes de puissance.

Pourquoi la piste en couche interne est-elle bien plus large ?

L’IPC-2221 divise le courant par deux pour les couches internes, ce qui rend ces pistes environ 2,6 fois plus larges. La norme IPC-2152, plus récente, a montré que les pistes internes refroidissent à peu près aussi bien que les externes, donc la valeur interne est très prudente.