Calculadora de Ancho de Rastro de PCB
La corriente continua máxima que el rastro debe transportar. Rango válido IPC-2221: 0–35 A.
Pesos de cobre estándar: 1 oz/ft² = 35 µm = 1.378 mils de grosor. La mayoría de las PCBs utilizan capas externas de 1 oz.
Aumento máximo de temperatura permitido por encima del ambiente. Valores típicos: 10°C (conservador), 20°C (estándar), 30°C (permisivo). Rango válido: 10–100°C.
Desbloquea resistencia, caída de voltaje y salidas de pérdida de potencia. Deja en blanco para omitir.
Utilizado para calcular la caída de voltaje como un porcentaje del suministro y para consultar la separación de pistas de la Tabla 2-1 de IPC-2221.
Amplía el rastro recomendado en este porcentaje para tener en cuenta las tolerancias de fabricación y la práctica de diseño conservadora.
Divide la corriente total entre N rastros paralelos idénticos, reduciendo el ancho de cada rastro individual por un factor N.
Ingresa tus Parámetros de Rastro
Completa la corriente, el peso de cobre y el aumento de temperatura para calcular el ancho mínimo de rastro de PCB según IPC-2221 e IPC-2152.
Cómo usar la calculadora de ancho de traza de PCB
Elegir modo de cálculo
Seleccione 'Ancho a partir de Corriente' (el modo estándar) para encontrar el ancho mínimo de traza para una corriente dada. O cambie a 'Corriente a partir de Ancho' (modo inverso) si ya tiene un ancho de traza y desea saber la corriente máxima que puede transportar de manera segura.
Ingrese sus parámetros eléctricos y térmicos
Ingrese la corriente continua máxima que su traza debe transportar, el peso de cobre de su PCB (la mayoría de las placas utilizan 1 oz/ft² = 35 µm), el aumento de temperatura permitido sobre el ambiente (10°C es conservador, 20°C es típico) y la temperatura ambiente esperada. Estos cuatro valores impulsan los cálculos de IPC-2221 e IPC-2152.
Agregar entradas opcionales para resultados completos
Ingrese la longitud de la traza para desbloquear salidas de resistencia, caída de voltaje y pérdida de potencia. Ingrese el voltaje de suministro para ver la caída de voltaje como un porcentaje de su riel (mantenga por debajo del 3% para rieles de potencia). Opcionalmente, establezca un margen de seguridad (se recomienda un 20% para placas de producción) y seleccione el número de trazas paralelas si divide la corriente entre múltiples rutas.
Lea y aplique sus resultados
El panel de resultados muestra el ancho de traza recomendado de tres estándares uno al lado del otro: IPC-2221 Externo, IPC-2221 Interno e IPC-2152 Universal. Use el 'Ancho Recomendado' (con margen de seguridad aplicado) para el diseño de su PCB. Verifique la sección de advertencias por cualquier condición fuera de rango, violaciones de ancho mínimo o preocupaciones de temperatura antes de finalizar su diseño.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre los resultados de ancho de traza de IPC-2221 e IPC-2152?
IPC-2221 (derivado de MIL-STD-275) se desarrolló a partir de pruebas en trazas individuales e aisladas sin planos de cobre cercanos. Debido a que no tiene en cuenta el efecto de enfriamiento del cobre adyacente, tiende a ser conservador, a menudo recomendando trazas de 20 a 40% más anchas de lo realmente necesario. IPC-2152 (publicado en 2009) introdujo factores de corrección para el peso del cobre, el grosor de la placa, la presencia de un plano de cobre y la distancia a ese plano, produciendo un resultado más preciso para diseños de PCB reales. Para una traza independiente lejos de cualquier relleno de cobre, los dos estándares dan resultados similares. Para una traza que corre sobre un gran plano de tierra, IPC-2152 recomendará una traza notablemente más estrecha. Cuando haya dudas, use el resultado externo más conservador de IPC-2221 como su mínimo y trate IPC-2152 como el objetivo alcanzable probable.
¿Por qué las trazas de las capas internas (internas) necesitan ser más anchas que las trazas externas (externas)?
Las trazas de la capa externa se sitúan en la superficie de la PCB donde pueden perder calor al aire circundante a través de la convección y la radiación. Las trazas de la capa interna están intercaladas entre capas de fibra de vidrio FR-4, que tiene aproximadamente 1000 veces menor conductividad térmica que el cobre. Sin un camino convectivo al aire ambiente, las capas internas dependen casi por completo de la conducción a través del laminado para disipar el calor. La fórmula IPC-2221 captura esta diferencia a través de la constante k: k = 0.048 para externo y k = 0.024 para interno. Dado que k aparece en el denominador, reducirlo a la mitad duplica el área de sección transversal requerida, lo que significa que las trazas internas generalmente necesitan ser aproximadamente el doble de anchas que las trazas externas para la misma corriente y aumento de temperatura. Esta es una consideración crítica para placas multicapa con planos de potencia internos.
¿Qué aumento de temperatura debo usar en mi cálculo de ancho de traza de PCB?
El estándar IPC-2221 recomienda usar un aumento de temperatura de 10°C para aplicaciones de precisión o sensibles a señales y hasta 20°C para trazas de potencia de uso general. Un valor de 10°C se considera conservador y proporciona un mayor margen de seguridad; 20°C es el valor más comúnmente utilizado en electrónica comercial; y 30°C a veces es aceptable en diseños industriales o automotrices donde las temperaturas de la placa se comprenden bien. La clave es su temperatura máxima de traza: si el ambiente podría alcanzar 70°C y permite un aumento de 30°C, la temperatura de su traza alcanza 100°C, aún por debajo de la Tg de FR-4 de aproximadamente 130°C, pero dejando poco margen. Para diseños de alta fiabilidad, siempre calcule la temperatura máxima de la traza (ambiente + ΔT) y asegúrese de que se mantenga al menos 20°C por debajo de la Tg nominal de su placa.
¿Cuándo se convierte la caída de voltaje a través de una traza de PCB en un problema de diseño?
Como regla general, mantenga la caída de voltaje de la traza por debajo del 3% del voltaje del riel para redes de distribución de potencia. En un suministro de 3.3 V, eso no es más de ~100 mV de caída; en un suministro de 12 V, puede tolerar hasta ~360 mV. Superar estos límites significa que los circuitos aguas abajo reciben un voltaje más bajo de lo esperado, lo que puede sacarlos de su rango de operación especificado y causar un comportamiento incorrecto o una eficiencia reducida. La caída de voltaje se vuelve especialmente crítica para: microcontroladores de bajo voltaje y FPGAs (riel de 3.3 V o 1.8 V con tolerancia de suministro ajustada), controladores de motor de alta corriente o controladores de LED, y trazas de entrega de potencia USB. La calculadora muestra la caída de voltaje en milivoltios absolutos y como un porcentaje del voltaje de suministro (si ingresa el voltaje de suministro), y le advierte cuando la caída excede el 3%.
¿Cuál es el ancho mínimo de traza que la mayoría de los fabricantes de PCB pueden producir?
Los procesos de fabricación de PCB estándar en casas de fabricación convencionales (JLCPCB, PCBWay, OSH Park, etc.) pueden producir de manera confiable trazas de hasta 6 mils (0.15 mm). Esto se conoce como la 'regla 6/6' — ancho mínimo de traza de 6 mils y separación mínima de 6 mils. Algunos fabricantes avanzados ofrecen un ancho mínimo de traza de 4 mil o incluso 3 mil para placas HDI (interconexión de alta densidad), generalmente a un costo más alto. Si la fórmula IPC-2221 calcula un ancho requerido por debajo de 6 mils, la calculadora muestra una advertencia recordándole que puede tener un problema de viabilidad de fabricación. En la práctica, este escenario generalmente ocurre solo para señales de muy baja corriente donde la impedancia de la traza — no la capacidad de corriente — debería ser el impulsor del diseño en su lugar.
¿Cómo ayuda correr trazas paralelas con el enrutamiento de alta corriente?
Cuando una sola traza ancha es poco práctica porque bloquearía los canales de enrutamiento o violaría las reglas de despeje para características de cobre adyacentes, puede dividir la corriente total entre múltiples trazas paralelas idénticas. Si el cálculo de IPC-2221 requiere una traza de 50 mil para 10 A, podría usar en su lugar dos trazas de 25 mil (cada una transportando 5 A) o cinco trazas de 10 mil (cada una transportando 2 A). Para que esto funcione correctamente, las trazas paralelas deben ser aproximadamente iguales en longitud; si no lo son, la traza más corta llevará proporcionalmente más corriente debido a su menor resistencia, lo que podría sobrecargarla. La función de Trazas Paralelas de la calculadora muestra el ancho requerido por traza para 1, 2, 3 o 4 caminos paralelos, facilitando la evaluación de los compromisos de enrutamiento.