Что такое ширина трассы печатной платы и расстояние между трассами?
На сайте проектирование печатных плат (PCB), ширина трассы и расстояние между трассами это два фундаментальных, но критически важных параметра:
- Ширина трассировки: Ширина токопроводящей медной фольги, определяющая способность пропускать ток и повышать температуру.
- Расстояние между трассами: Расстояние между соседними трассами, влияющее на изоляцию сигнала и риск короткого замыкания.
1. Минимальная ширина и расстояние между трассами по промышленному стандарту
1.1 Возможности традиционных процессов
- Основные производители: Более 80% могут стабильно производить конструкции с 6 мил/6 мил (0,15 мм/0,15 мм) при меньших затратах.
- Высокоточные производители: поддержка 70% 4 мил/4 мил (0,1 мм/0,1 мм), подходит для большинства конструкций высокой плотности.
1.2 Передовые процессы (HDI)
- Технология лазерного сверления Microvia: Поддерживает 2 мил/2 мил (0,05 мм/0,05 мм), используемых в ультратонких приложениях с высокой плотностью, таких как смартфоны и радиочастотные модули, но их стоимость значительно возрастает.
1.3 Экстремальные вызовы
- 3,5 мил/3,5 мил (0,09 мм/0,09 мм) ограничено несколькими производителями и требует строгих испытаний на текучесть.
2. Четыре ключевых фактора, влияющих на выбор ширины трассы/расстояния между трассами
2.1 Текущая несущая способность и повышение температуры
- Ссылка на формулу: Согласно стандарту IPC-2221, ширина трассы должна соответствовать требованиям по току. Например, при толщине меди 1 унция для тока 1 А требуется не менее 40 мил (1 мм) ширина трассы (при повышении температуры на 10°C).
- Помощь с инструментами: Используйте онлайн-калькуляторы ширины трассы печатной платы (например, Saturn PCB Toolkit), введя ток, толщину меди и пределы повышения температуры, чтобы быстро получить рекомендуемые значения.
2.2 Целостность сигнала
- Высокоскоростные сигналы: Требуется согласование импеданса, где ширина трассы зависит от толщины и проницаемости диэлектрического слоя. Например, микрополосковая линия 50 Ω на плате FR4 обычно имеет ширину трассы 8-12 мил.
- Дифференциальные пары: Для уменьшения перекрестных помех соблюдайте одинаковую ширину и расстояние (например, 5 мил/5 мил).
2.3 Производственный процесс и стоимость
- Порог стоимости: При ширине трассировки/расстоянии между трассировками < 5 мил цены могут удвоиться (из-за более низкой производительности и требований к лазерному процессу).
- Выбор толщины меди: Для внешних слоев обычно используется 1 унция (35 мкм), для внутренних - 0,5 унции; для сильноточных сценариев можно использовать медь толщиной 2 унции, но для этого требуются более широкие трассы.
2.4 Плотность компоновки и дизайн BGA
- Маршрутизация побегов BGA: Для BGA с шагом 1 мм используйте 6 мил/6 мил при прокладке одной трассы между двумя выводами; 4 мил/4 мил при прокладке двух трасс.
- Избегайте узких мест: Заранее планируйте ширину трасс в областях с высокой плотностью, чтобы избежать переделки в дальнейшем.
3. Стратегии оптимизации проектирования печатных плат
3.1 Стратегия слоев
- Силовые слои: Используйте широкие трассы или медные заливки (например, 50 mil+), чтобы уменьшить сопротивление и тепловыделение.
- Сигнальные слои: Приоритет высокочастотных сигналов на внутренних слоях (стриплайновая структура) для минимизации радиационных помех.
3.2 Избегайте распространенных ошибок
- Следы под острым углом: Замените углы на 45° или изогнутые углы для уменьшения разрывов импеданса.
- Игнорирование отзывов производителей: Подтвердите документы о возможностях процесса (например, минимальное отверстие, допуски на ширину трассы) перед окончательной доработкой конструкции.
3.3 Балансировка затрат
- Приоритет расслабления некритичных сигналов: Используйте ширину трассировки 8-10 мил для общих сигналов ввода/вывода, чтобы сэкономить место для критических путей.
Оптимизация ширины и расстояния между трассами печатной платы требует соблюдения баланса между электрическими характеристиками, технологическими ограничениями и стоимостью. 4 мил/4 мил является оптимальным вариантом для большинства конструкций с высокой плотностью, в то время как 2 мил/2 мил зарезервирована для высокотехнологичных приложений HDI. На ранних стадиях проектирования следует использовать расчетные инструменты для проверки текущих требований и общаться с производителями для обеспечения возможности производства.
4. Спецификации расстояний между печатными платами
1. Следы
- Мин. Ширина: 5 мил (0,127 мм)
- Мин. Расстояние между ними: 5 мил (0,127 мм)
- Трассировка до края платы: ≥0,3 мм (20 мил)
2. Vias
- Мин. Размер отверстия: 0,3 мм (12 мил)
- Ширина кольца колодки: ≥6mil (0.153mm)
- Расстояние между виа и виа: ≥6mil (от края до края)
- Переход к краю доски: ≥0,508 мм (20 мил)
3. Колодки PTH (плакированные сквозные отверстия)
- Мин. Размер отверстия: на ≥0,2 мм больше, чем выводы компонентов
- Ширина кольца колодки: ≥0,2 мм (8 мил)
- Расстояние между отверстиями: ≥0,3 мм (от края до края)
- От площадки до края платы: ≥0,508 мм (20 мил)
4. Паяльная маска
- Открытие PTH/SMD: ≥0,1 мм (4 мил.) зазор
5. Шелкография (текст)
- Мин. Ширина линии: 6mil (0.153mm)
- Мин. Высота: 32 мил (0,811 мм)
6. Непластифицированные слоты
- Мин. Расстояние между ними: ≥1,6 мм
7. Панелизация
- Расстояние (доска 1,6 мм): ≥1,6 мм
- V-образный разрез/без распорки: ~0,5 мм
- Край процесса: ≥5 мм