Ficha de referência
Regras de projeto de PCI
Largura de trilha e corrente, espaçamento, anéis, furos, espessura do cobre
Regras de projeto de PCI
Larguras de trilha pelo ajuste de curva da IPC-2221, I = 0.048 × ΔT^0.44 × A^0.725 nas camadas externas, com A a seção em mil² e metade da constante nas camadas internas. ΔT é quanto acima do ambiente você aceita que o cobre esquente: 10 °C é o orçamento normal, 20 °C é defensável para um trecho curto até um conector. Camadas internas conduzem cerca da metade, pois não há ar para dissipar o calor. Os valores são para uma trilha nua numa placa normal — uma trilha sob um componente, numa caixa fechada ou ao lado de outra trilha quente se sai pior. Trate os números como ponto de partida conservador, não como resultado certificado: a IPC-2152, mais nova, permite um pouco mais de corrente em muitas placas, e qualquer coisa crítica para a segurança merece um cálculo completo com o empilhamento real.
| Largura | 1 oz externa, +10 °C | 1 oz externa, +20 °C | 2 oz externa, +10 °C | 1 oz interna, +10 °C | 1 oz interna, +20 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.15 mm (6 mil) | 0.6 A | 0.8 A | 1.0 A | 0.3 A | 0.4 A |
| 0.2 mm (8 mil) | 0.7 A | 1.0 A | 1.2 A | 0.4 A | 0.5 A |
| 0.25 mm (10 mil) | 0.9 A | 1.2 A | 1.4 A | 0.4 A | 0.6 A |
| 0.4 mm (16 mil) | 1.2 A | 1.7 A | 2.0 A | 0.6 A | 0.8 A |
| 0.5 mm (20 mil) | 1.4 A | 2.0 A | 2.4 A | 0.7 A | 1.0 A |
| 0.75 mm (30 mil) | 1.9 A | 2.6 A | 3.2 A | 1.0 A | 1.3 A |
| 1.0 mm (39 mil) | 2.4 A | 3.2 A | 4.0 A | 1.2 A | 1.6 A |
| 1.5 mm (59 mil) | 3.2 A | 4.4 A | 5.3 A | 1.6 A | 2.2 A |
| 2.0 mm (79 mil) | 4.0 A | 5.4 A | 6.5 A | 2.0 A | 2.7 A |
| 2.5 mm (98 mil) | 4.6 A | 6.3 A | 7.7 A | 2.3 A | 3.2 A |
| 5.0 mm (197 mil) | 7.7 A | 10.4 A | 12.7 A | 3.8 A | 5.2 A |
Isolamento conforme a Tabela 6-1 da IPC-2221, escolhido pela tensão entre os dois condutores, e não pela tensão de um deles em relação ao terra. O revestimento recupera a maior parte da distância, por isso uma placa de 230 V ou tem revestimento conformal ou é fisicamente grande. Note o degrau em 31 V numa camada externa nua: o mesmo espaço de 0.1 mm que serve para lógica é seis vezes pequeno demais para um trilho de 48 V.
| Tensão entre condutores | Camada interna (B1) | Externa, nua (B2) | Externa, revestida (B4) |
|---|---|---|---|
| 0–15 V | 0.05 mm | 0.1 mm | 0.05 mm |
| 16–30 V | 0.05 mm | 0.1 mm | 0.05 mm |
| 31–50 V | 0.1 mm | 0.6 mm | 0.13 mm |
| 51–100 V | 0.1 mm | 0.6 mm | 0.13 mm |
| 101–150 V | 0.2 mm | 0.6 mm | 0.4 mm |
| 151–170 V | 0.2 mm | 1.25 mm | 0.4 mm |
| 171–250 V | 0.2 mm | 1.25 mm | 0.4 mm |
| 251–300 V | 0.2 mm | 1.25 mm | 0.4 mm |
| 301–500 V | 0.25 mm | 2.5 mm | 0.8 mm |
| Acima de 500 V | 0.0025 mm por volt | 0.005 mm por volt | 0.00305 mm por volt |
Esses são valores de isolação funcional. A isolação de que depende a segurança de alguém — da rede para um lado de baixa tensão que o usuário toca, ou através da barreira de um optoacoplador — é regida pelas tabelas de distância de escoamento e isolamento da IEC 62368-1, e fica na casa dos milímetros: várias vezes o que a IPC-2221 pede, geralmente com uma fenda fresada na placa sob o isolador.
| Regra | Folgada | Agressiva | Por quê |
|---|---|---|---|
| Largura de trilha / espaçamento, 1 oz camada externa | 0.15 mm / 0.15 mm | 0.09 mm / 0.09 mm | Mais ou menos o dobro dos dois para cobre de 2 oz — o cobre grosso é corroído pelas laterais além do topo, então o corrosivo come uma trilha fina pela metade |
| Anel anular, por lado | 0.15 mm | 0.10 mm | Diâmetro do pad = furo acabado + duas vezes isto. Abaixo de 0.1 mm você paga por refugo de rompimento |
| Furo acabado, via | 0.3 mm | 0.2 mm | Abaixo de cerca de 0.15 mm o furo é feito a laser e cobrado como outro produto |
| Furo acabado, terminal de componente | Ø do terminal + 0.25 mm | Ø do terminal + 0.15 mm | Apertado demais e a peça não assenta; folgado demais e a solda nunca sobe pelo barril |
| Tamanhos de broca | incrementos de 0.05 mm | — | Especifique o furo acabado e deixe o fabricante escolher a broca — a metalização tira cerca de 0.05 mm do diâmetro |
| Cobre até a borda da placa | 0.5 mm | 0.25 mm | A fresa desvia, e cobre exposto na borda faz curto com uma caixa metálica |
| Dique de máscara de solda entre pads | 0.1 mm | 0.075 mm | Abaixo disso o fabricante elimina o dique e os dois pads dividem uma abertura — a causa habitual de pontes em passo fino |
| Expansão da máscara de solda, por lado | 0.05 mm | 0.025 mm | Expansão zero põe máscara sobre o pad assim que o registro desvia |
| Serigrafia: largura de linha / altura do texto | 0.15 mm / 1.0 mm | 0.1 mm / 0.8 mm | Mais fino some na impressão, e serigrafia sobre um pad é removida — levando seu designador junto |
| Via no pad | Evite | Preenchida e tampada | Uma via aberta dentro de um pad suga a solda da junta para dentro do barril |
Peso do cobre é espessura, não qualidade: 1 oz/ft² = 35 µm ≈ 0.5 mΩ por quadrado, 2 oz = 70 µm ≈ 0.25 mΩ por quadrado, 0.5 oz = 17.5 µm ≈ 1 mΩ por quadrado, 3 oz = 105 µm para placas de potência. Na mesma largura, a corrente escala com o cobre elevado a 0.725: cerca de 1.65× os valores de 1 oz em 2 oz, 2.2× em 3 oz, 0.6× em 0.5 oz — e cobre mais pesado aumenta a trilha e o espaço mínimos da maioria dos fabricantes, muitas vezes para 6–8 mil em vez de 4–5. "Por quadrado" independe da forma, então uma trilha de 0.25 mm com 25 mm de comprimento são 100 quadrados de cobre de 1 oz — cerca de 50 mΩ, e meio volt perdido a 10 A. A menos que você especifique outra coisa, recebe camadas externas de 1 oz, e num empilhamento barato de 4 camadas as internas costumam ser 0.5 oz, o que reduz pela metade de novo todos os valores de camada interna acima.
