Calculateur de largeur de trace PCB
Le courant continu maximal que la trace doit transporter. Plage valide IPC-2221 : 0–35 A.
Poids standard du cuivre : 1 oz/ft² = 35 µm = 1,378 mils d'épaisseur. La plupart des PCB utilisent des couches externes de 1 oz.
Augmentation de température maximale autorisée au-dessus de l'ambiance. Valeurs typiques : 10°C (conservateur), 20°C (standard), 30°C (permissif). Plage valide : 10–100°C.
Déverrouille les sorties de résistance, de chute de tension et de perte de puissance. Laissez vide pour passer.
Utilisé pour calculer la chute de tension en pourcentage de l'alimentation, et pour rechercher l'espacement des pistes dans le tableau IPC-2221 Table 2-1.
Élargit la trace recommandée de ce pourcentage pour tenir compte des tolérances de fabrication et des pratiques de conception conservatrices.
Divisez le courant total entre N traces parallèles identiques, réduisant la largeur de chaque trace individuelle par un facteur N.
Entrez vos paramètres de trace
Remplissez le courant, le poids du cuivre et l'élévation de température pour calculer la largeur minimale de trace PCB selon IPC-2221 et IPC-2152.
Comment utiliser le calculateur de largeur de trace PCB
Choisissez le mode de calcul
Sélectionnez 'Largeur à partir du courant' (le mode standard) pour trouver la largeur minimale de trace pour un courant donné. Ou passez à 'Courant à partir de la largeur' (mode inverse) si vous avez déjà une largeur de trace et souhaitez connaître le courant maximal qu'elle peut supporter en toute sécurité.
Entrez vos paramètres électriques et thermiques
Saisissez le courant continu maximal que votre trace doit supporter, le poids du cuivre de votre PCB (la plupart des cartes utilisent 1 oz/ft² = 35 µm), l'augmentation de température autorisée au-dessus de l'ambiante (10°C est conservateur, 20°C est typique) et la température ambiante attendue. Ces quatre valeurs déterminent les calculs IPC-2221 et IPC-2152.
Ajoutez des entrées optionnelles pour des résultats complets
Entrez la longueur de la trace pour débloquer les sorties de résistance, de chute de tension et de perte de puissance. Entrez la tension d'alimentation pour voir la chute de tension en pourcentage de votre rail (restez en dessous de 3 % pour les rails d'alimentation). Optionnellement, définissez une marge de sécurité (20 % est recommandé pour les cartes de production) et sélectionnez le nombre de traces parallèles si vous répartissez le courant sur plusieurs chemins.
Lisez et appliquez vos résultats
Le panneau de résultats montre la largeur de trace recommandée selon trois normes côte à côte : IPC-2221 Externe, IPC-2221 Interne et IPC-2152 Universel. Utilisez la 'Largeur recommandée' (avec marge de sécurité appliquée) pour votre disposition PCB. Vérifiez la section des avertissements pour toute condition hors plage, violation de largeur minimale ou préoccupations de température avant de finaliser votre conception.
Questions Fréquemment Posées
Quelle est la différence entre les résultats de largeur de trace IPC-2221 et IPC-2152 ?
IPC-2221 (dérivé de MIL-STD-275) a été développé à partir de tests sur des traces uniques et isolées sans plans de cuivre à proximité. Comme il ne prend pas en compte l'effet de refroidissement du cuivre adjacent, il a tendance à être conservateur — recommandant souvent des traces 20 à 40 % plus larges que nécessaire. IPC-2152 (publié en 2009) a introduit des facteurs de correction pour le poids du cuivre, l'épaisseur de la carte, la présence d'un plan de cuivre et la distance à ce plan, produisant un résultat plus précis pour les conceptions PCB réelles. Pour une trace autonome éloignée de tout remplissage en cuivre, les deux normes donnent des résultats similaires. Pour une trace passant au-dessus d'un grand plan de masse, IPC-2152 recommandera une trace nettement plus étroite. En cas de doute, utilisez le résultat externe IPC-2221 plus conservateur comme minimum, et considérez IPC-2152 comme l'objectif réalisable probable.
Pourquoi les traces des couches internes (interne) doivent-elles être plus larges que celles des couches externes (externe) ?
Les traces de couche externe se trouvent à la surface du PCB où elles peuvent perdre de la chaleur vers l'air ambiant par convection et radiation. Les traces de couche interne sont enfermées entre des couches de fibre de verre FR-4, qui ont une conductivité thermique environ 1000 fois inférieure à celle du cuivre. Sans chemin convectif vers l'air ambiant, les couches internes dépendent presque entièrement de la conduction à travers le stratifié pour dissiper la chaleur. La formule IPC-2221 capture cette différence par la constante k : k = 0,048 pour externe et k = 0,024 pour interne. Comme k apparaît au dénominateur, le fait de le diviser par deux double la surface de section transversale requise — ce qui signifie que les traces internes doivent généralement être environ deux fois plus larges que les traces externes pour le même courant et l'augmentation de température. C'est une considération critique pour les cartes multicouches avec des plans d'alimentation internes.
Quelle augmentation de température devrais-je utiliser dans mon calcul de largeur de trace PCB ?
La norme IPC-2221 recommande d'utiliser une augmentation de température de 10°C pour des applications de précision ou sensibles au signal et jusqu'à 20°C pour des traces d'alimentation à usage général. Une valeur de 10°C est considérée comme conservatrice et offre une plus grande marge de sécurité ; 20°C est la valeur la plus couramment utilisée dans l'électronique commerciale ; et 30°C est parfois acceptable dans des conceptions industrielles ou automobiles où les températures des cartes sont bien comprises. La contrainte clé est votre température maximale de trace : si l'ambiante peut atteindre 70°C et que vous autorisez une augmentation de 30°C, la température de votre trace atteint 100°C — toujours en dessous du Tg du FR-4 d'environ 130°C mais laissant peu de marge. Pour des conceptions à haute fiabilité, calculez toujours la température maximale de trace (ambiante + ΔT) et assurez-vous qu'elle reste au moins 20°C en dessous du Tg nominal de votre carte.
Quand la chute de tension à travers une trace PCB devient-elle un problème de conception ?
En règle générale, gardez la chute de tension de trace en dessous de 3 % de la tension de rail pour les réseaux de distribution d'alimentation. Sur une alimentation de 3,3 V, cela ne doit pas dépasser ~100 mV de chute ; sur une alimentation de 12 V, vous pouvez tolérer jusqu'à ~360 mV. Dépasser ces limites signifie que les circuits en aval reçoivent une tension inférieure à celle attendue, ce qui peut les pousser en dehors de leur plage de fonctionnement spécifiée et provoquer un comportement incorrect ou une efficacité réduite. La chute de tension devient particulièrement critique pour : les microcontrôleurs à basse tension et les FPGA (rails de 3,3 V ou 1,8 V avec une tolérance d'alimentation stricte), les pilotes de moteur à fort courant ou les pilotes LED, et les traces de livraison d'alimentation USB. Le calculateur affiche la chute de tension en millivolts absolus et en pourcentage de la tension d'alimentation (si vous entrez la tension d'alimentation), et vous avertit lorsque la chute dépasse 3 %.
Quelle est la largeur minimale de trace que la plupart des fabricants de PCB peuvent produire ?
Les processus de fabrication de PCB standard dans les maisons de fabrication grand public (JLCPCB, PCBWay, OSH Park, etc.) peuvent produire de manière fiable des traces jusqu'à 6 mils (0,15 mm). Cela est connu sous le nom de 'règle 6/6' — largeur minimale de trace de 6 mils et espacement minimum de 6 mils. Certains fabricants avancés proposent une largeur minimale de trace de 4 mils ou même 3 mils pour les cartes HDI (interconnexion à haute densité), généralement à un coût plus élevé. Si la formule IPC-2221 calcule une largeur requise inférieure à 6 mils, le calculateur affiche un avertissement vous rappelant que vous pourriez avoir un problème de faisabilité de fabrication. En pratique, ce scénario se produit généralement uniquement pour des signaux à très faible courant où l'impédance de trace — et non la capacité de courant — devrait être le moteur de conception à la place.
Comment le fait de faire fonctionner des traces parallèles aide-t-il à la routage à fort courant ?
Lorsqu'une seule trace large est impraticable car elle bloquerait les canaux de routage ou violerait les règles de dégagement pour les caractéristiques en cuivre adjacentes, vous pouvez répartir le courant total sur plusieurs traces parallèles identiques. Si le calcul IPC-2221 nécessite une trace de 50 mils pour 10 A, vous pourriez plutôt utiliser deux traces de 25 mils (chacune transportant 5 A) ou cinq traces de 10 mils (chacune transportant 2 A). Pour que cela fonctionne correctement, les traces parallèles doivent être à peu près égales en longueur — si ce n'est pas le cas, la trace la plus courte transportera proportionnellement plus de courant en raison de sa résistance plus faible, ce qui pourrait la surcharger. La fonction Traces parallèles du calculateur vous montre la largeur requise par trace pour 1, 2, 3 ou 4 chemins parallèles, facilitant ainsi l'évaluation des compromis de routage.