Vad är PCB-spårbredd och spåravstånd?
I konstruktion av tryckta kretskort (PCB), spårbredd och spåravstånd är två grundläggande men kritiska parametrar:
- Spårbredd: Bredden på den ledande kopparfolien, som bestämmer strömförande kapacitet och temperaturstegring.
- Avstånd mellan spår: Avståndet mellan intilliggande spår, vilket påverkar signalisolering och kortslutningsrisker.
1. Minsta spårbredd och spåravstånd enligt industristandard
1.1 Konventionella processförmågor
- Mainstream tillverkare: Över 80% kan stabilt producera mönster med 6 mil/6 mil (0,15 mm/0,15 mm) till lägre kostnad.
- Högprecisionstillverkare: 70% stöd 4 mil/4 mil (0,1 mm/0,1 mm), vilket passar för de flesta konstruktioner med hög densitet.
1.2 Avancerade processer (HDI)
- Laserborrning Microvia-teknik: Stöd 2 mil/2 mil (0,05 mm/0,05 mm), som används i ultratunna applikationer med hög densitet som smartphones och RF-moduler, men kostnaderna ökar avsevärt.
1.3 Extrema utmaningar
- 3,5 miljoner/3,5 miljoner (0,09 mm/0,09 mm) är begränsad till ett fåtal tillverkare och kräver strikt avkastningstestning.
2. Fyra nyckelfaktorer som påverkar valet av spårbredd/spacing
2.1 Nuvarande bärförmåga och temperaturökning
- Formel Referens: Enligt IPC-2221-standarden måste spårbredden uppfylla strömkraven. Till exempel, med 1 oz koppartjocklek, kräver en ström på 1 A minst 40 mil (1 mm) spårbredd (för en temperaturökning på 10°C).
- Hjälp med verktyg: Använd online-beräknare för spårbredd på kretskort (t.ex. Saturn PCB Toolkit) genom att mata in ström, koppartjocklek och gränser för temperaturökning för att snabbt få rekommenderade värden.
2.2 Signalintegritet
- Höghastighetssignaler: Kräver impedansmatchning, där spårbredden är relaterad till dielektriska skiktets tjocklek och permittivitet. Till exempel har en 50 Ω mikrostriplinje på en FR4-karta normalt en spårbredd på 8-12 miljoner.
- Differentiella par: Behåll samma bredd och avstånd (t.ex. 5 mil/5 mil) för att minska överhörning.
2.3 Tillverkningsprocess och kostnad
- Kostnadströskel: När spårbredd/avstånd < 5 mil kan priserna fördubblas (på grund av lägre avkastning och krav på laserprocess).
- Val av koppartjocklek: I yttre lager används vanligen 1 oz (35 μm), i inre lager 0,5 oz; för högströmsscenarier kan koppartjocklek på 2 oz användas, men det kräver bredare spår.
2.4 Layoutdensitet och BGA-design
- BGA-utrymningsfräsning: För BGA med 1 mm delning, använd 6 mil/6 mil vid förläggning av ett spår mellan två stift; använd 4 mil/4 mil vid förläggning av två spår.
- Undvik flaskhalsar: Planera spårbredder i områden med hög densitet tidigt för att undvika omarbetning senare.
3. Strategier för optimering av PCB-design
3.1 Strategi för lager
- Kraftlager: Använd breda spår eller kopparplattor (t.ex. 50 mil+) för att minska impedans och värmeutveckling.
- Signalskikt: Prioritera högfrekventa signaler på inre lager (stripline-struktur) för att minimera strålningsstörningar.
3.2 Undvik vanliga misstag
- Skarpt vinklade spår: Ersätt med 45° eller böjda hörn för att minska impedansavbrott.
- Ignorera feedback från tillverkare: Bekräfta dokument om processkapacitet (t.ex. toleranser för minsta öppning och spårbredd) innan konstruktionen färdigställs.
3.3 Kostnadsbalansering
- Prioritera att koppla bort icke-kritiska signaler: Använd spårbredder på 8-10 mil för allmänna I/O-signaler för att spara utrymme för kritiska vägar.
För att optimera bredden och avståndet på mönsterkortsspåren måste man balansera elektrisk prestanda, processbegränsningar och kostnad. 4 mil/4 mil är den bästa lösningen för de flesta konstruktioner med hög densitet, medan 2 mil/2 mil är reserverad för avancerade HDI-applikationer. I tidiga designfaser bör man använda beräkningsverktyg för att verifiera aktuella krav och kommunicera med tillverkarna för att säkerställa producerbarheten.
4. Specifikationer för PCB-designavstånd
1. Spår
- Min. Bredd: 5mil (0,127mm)
- Min. Avstånd: 5mil (0,127mm)
- Spår till kortets kant: ≥0,3 mm (20 mil)
2. Vias
- Min. Storlek på hål: 0,3 mm (12 mil)
- Pad Ring Bredd: ≥6mil (0,153 mm)
- Avstånd mellan via och via: ≥6mil (kant-till-kant)
- Via till kortets kant: ≥0,508 mm (20 mil)
3. PTH-plattor (pläterade genomgående hål)
- Min. Storlek på hål: ≥0,2 mm större än komponentledningen
- Pad Ring Bredd: ≥0,2 mm (8mil)
- Avstånd mellan hål till hål: ≥0,3 mm (kant-till-kant)
- Pad till kortets kant: ≥0,508 mm (20 mil)
4. Lödmask
- PTH/SMD Öppning: ≥0,1 mm (4 mil) spelrum
5. Silkscreen (text)
- Min. Linjebredd: 6mil (0,153 mm)
- Min. höjd: 32mil (0,811mm)
6. Icke-pläterade spelautomater
7. Panelisering
- Avstånd (1,6 mm kartong): ≥1,6 mm
- V-klippning/icke-spacing: ~0,5 mm
- Process Edge: ≥5mm