Como a largura é calculada
A IPC-2221 relaciona a corrente que uma trilha pode conduzir com a sua seção transversal e com a elevação de temperatura que você aceita. Depois, a espessura do cobre converte a seção em largura.
I = k × ΔT^0,44 × A^0,725 k = 0,048 camadas externas, 0,024 camadas internas A em mil², ΔT em °C, I em A largura = A ÷ espessura do cobre (mil)
Exemplo: 1 A numa camada externa com cobre de 1 oz e elevação de 10 °C precisa de 16,3 mil². Com 1,378 mil de cobre, isso dá 11,8 mil, ou 0,30 mm.
| Corrente | Camada externa | Camada 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 |
Larguras mínimas pela IPC-2221 com cobre de 1 oz e elevação de 10 °C.
Espessura do cobre
O cobre de PCB é especificado em onças por pé quadrado: 1 oz de cobre espalhada sobre um pé quadrado tem cerca de 35 µm de espessura, 2 oz cerca de 70 µm. Dobrar o cobre reduz mais ou menos pela metade a largura necessária para a mesma corrente.
IPC-2221 e IPC-2152
As curvas da IPC-2221 vêm de medições dos anos 1950. A IPC-2152, publicada em 2009, se baseia em testes novos. Descobriu-se que as trilhas internas esquentam mais ou menos como as externas, então as larguras da IPC-2221 para camadas internas são bem conservadoras. Para camadas externas, a IPC-2221 está na faixa certa, mas nem sempre do lado seguro: uma placa em ar parado sem planos de cobre pode esquentar mais do que a norma prevê, enquanto planos próximos ou uma placa mais grossa mantêm as trilhas mais frias. Para uma placa de hobby, o valor para camada externa com elevação de 10 °C é um bom ponto de partida.
Perguntas frequentes
Qual deve ser a largura de uma trilha de 1 A?
Cerca de 0,3 mm (12 mil) numa camada externa com cobre de 1 oz e elevação de 10 °C. Aceitando 20 °C de elevação, cerca de 0,2 mm.
Uma trilha curta pode ser mais fina?
A elevação de temperatura depende da largura, não do comprimento. Um estreitamento curto entre duas áreas grandes de cobre esquenta um pouco menos, porque o cobre em volta tira o calor. O comprimento acrescenta resistência e queda de tensão.
O que significa cobre de 1 oz?
Uma onça de cobre espalhada por igual sobre um pé quadrado, com cerca de 35 µm de espessura. É o padrão nas camadas externas da maioria das placas; 2 oz é uma opção comum para placas de potência.
Por que a trilha na camada interna é tão mais larga?
A IPC-2221 divide a corrente pela metade nas camadas internas, o que deixa essas trilhas cerca de 2,6 vezes mais largas. A IPC-2152, mais recente, mostrou que as trilhas internas resfriam mais ou menos tão bem quanto as externas, então o valor interno é bem conservador.