Come si calcola la larghezza
La IPC-2221 lega la corrente che una pista può portare alla sua sezione e all’aumento di temperatura che accetti. Lo spessore del rame trasforma poi la sezione in una larghezza.
I = k × ΔT^0,44 × A^0,725 k = 0,048 strati esterni, 0,024 strati interni A in mil², ΔT in °C, I in A larghezza = A ÷ spessore del rame (mil)
Esempio: 1 A su uno strato esterno con rame da 1 oz e un aumento di 10 °C richiede 16,3 mil². Con 1,378 mil di rame sono 11,8 mil, cioè 0,30 mm.
| Corrente | Strato esterno | Strato interno |
|---|---|---|
| 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 |
Larghezze minime secondo la IPC-2221 con rame da 1 oz e un aumento di 10 °C.
Spessore del rame
Il rame dei PCB si indica in once per piede quadrato: un’oncia di rame stesa su un piede quadrato è spessa circa 35 µm, 2 oz circa 70 µm. Raddoppiando il rame, la larghezza necessaria per la stessa corrente si riduce circa alla metà.
IPC-2221 e IPC-2152
Le curve della IPC-2221 risalgono a misure degli anni ’50. La IPC-2152, pubblicata nel 2009, si basa su prove nuove. È emerso che le piste interne scaldano più o meno quanto quelle esterne, quindi le larghezze IPC-2221 per gli strati interni sono molto prudenti. Per gli strati esterni la IPC-2221 è nell’ordine giusto ma non sempre dalla parte della sicurezza: una scheda in aria ferma senza piani di rame può scaldare più di quanto prevede, mentre piani vicini o una scheda più spessa tengono le piste più fresche. Per una scheda hobbistica, il valore per lo strato esterno con 10 °C di aumento è un buon punto di partenza.
Domande frequenti
Quanto deve essere larga una pista da 1 A?
Circa 0,3 mm (12 mil) su uno strato esterno con rame da 1 oz e un aumento di 10 °C. Accettando 20 °C di aumento, circa 0,2 mm.
Una pista corta può essere più sottile?
L’aumento di temperatura dipende dalla larghezza, non dalla lunghezza. Una strozzatura corta tra due grandi zone di rame scalda un po’ meno, perché il rame intorno porta via il calore. La lunghezza aggiunge resistenza e caduta di tensione.
Cosa vuol dire rame da 1 oz?
Un’oncia di rame stesa in modo uniforme su un piede quadrato, circa 35 µm di spessore. È lo standard per gli strati esterni della maggior parte delle schede; 2 oz è un’opzione comune per le schede di potenza.
Perché la pista sullo strato interno è molto più larga?
La IPC-2221 dimezza la corrente per gli strati interni, e questo rende le piste interne circa 2,6 volte più larghe. La più recente IPC-2152 ha mostrato che le piste interne si raffreddano più o meno come quelle esterne, quindi il valore interno è molto prudente.