回路設計にPCBトレース幅計算機を使用する方法

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を使用します。 PCBトレース幅計算機 を使用して、プリント基板上の各トレースの最適な幅を決定します。適切なトレース幅は、プリント基板が安全で適切に機能することを保証します。間違った幅を選択すると、回路が過熱したり故障したりする可能性があります。.

A 信頼性の高いICチップ しかし、正しいトレース幅は電流を安全に保つために不可欠です。 PCBトレース幅計算機を使用すると、安全規格を遵守し、一般的な問題から設計を保護することができます。

PCBトレース幅計算機を選択する利点

• PCBトレース幅計算機を使って正しいトレース幅を選んでください。これは、回路を安全に保ち、うまく動作させるのに役立ちます。電流、銅の厚さ、温度上昇、トレースの位置などの重要な値を入力してください。正しい結果が得られるように注意してください。
• IPC-2221やIPC-2152のような業界標準を使用している電卓を選んでください。これにより、安全で信頼できるアドバイスが得られます。PCBレイアウトで見つけたトレース幅を使用してください。それらがあなたのボードとメーカーのルールに合っているかどうかをチェックします。数値と設計ルールをダブルチェックしてください。これにより、ミスを防ぎ、PCBをより強固で信頼性の高いものにすることができます。

いくつかのキー値を入力してください。

PCBトレース幅計算機を使用する場合、いくつかの重要な値を入力する必要があります。これらの値は、PCBを安全に保ち、うまく動作させるのに役立ちます。それぞれの意味を知ることで、賢い選択ができます。

現在

電流とは、トレース内を移動する電気量のことです。電流が多ければ多いほど熱も大きくなります。トレースが細すぎると、熱くなりすぎて壊れることがあります。IPC 規格では、電流によって発熱量が変わるとされています。例えば、1オンスの銅で外層に20Aの電流が流れ、10℃上昇するトレースの場合、約5.2mmの幅が必要です。厚い銅を使えば、同じ電流でもトレースを薄くすることができます。

銅の厚さ

銅の厚さとは、PCB上の銅層の高さのことです。銅が厚いほど、より多くの電流を流すことができ、低温を保つことができます。そのため、銅が厚い場合はトレースを薄くすることができます。ほとんどのPCBは1オンスか2オンスの銅を使用しています。IPC-2221 のチャートと計算式は、銅の正しいトレース幅を選ぶのに役立ちます。始める前に、製造者がどのような銅の厚さを使用しているか、常にチェックしてください。

温度上昇

温度上昇とは、作業中にトレースがどれだけ熱くなるかを示します。この値は、あなたの基板がどれだけの熱に耐えられるかに基づいて選びます。ほとんどの基板は、10℃から30℃の間の上昇を使用します。トレースをより高温にすると、より薄いトレースを使用できますが、長持ちしないことがあります。温度上昇を低く保つと、PCBがより長く機能します。

その他の要因

PCB上のトレースの位置など、他のことも重要です。基板の内側にあるトレースは外側にあるトレースほど冷えません。同じ電流を流すには、内側のトレースを50%まで広くする必要があるかもしれません。熱風や気流が悪い場合も、トレースの幅を広くする必要があります。MIL-HDBK-217やTelcordiaのような規則は、これらの事実を使用してPCBの寿命を推測します。を使用する際は、常にこれらのことを考慮してください。 PCBトレース幅計算機.

PCBトレース幅計算機の使用

電卓の選択

PCBトレース幅の計算ツールはたくさんあります。簡単なオンラインツールもあります。複雑なソフトウェアやメーカー製のものもあります。あなたのプロジェクトとスキルに合った計算機を選んでください。

比較の側面	説明
業界標準	IPC-2221またはIPC-2152を使用する計算機は、安全なトレース幅のアドバイスを提供します。
アルゴリズムの精度	より良い結果を得るために特別なアルゴリズムを使用している計算機もありますが、速度が遅くなることがあります。
機能統合	一部の計算機は、PCB設計ソフトウェアと連動し、迅速な更新とチェックが可能です。
環境調整	優れた計算機では、温度と熱上昇を設定して実際の答えを出すことができます。
製造公差	最高の計算機は、基板がどのように作られるかを考え、あなたの設計があらゆる場所で機能するようにします。
ユーザビリティ	使いやすい計算機で、素早く答えを導き出し、ミスを防ぎます。

非常に正確な結果が必要な場合は、高度なアルゴリズムを持つ電卓を選んでください。これらは銅の厚さ、層、誘電率さえも変えることができます。ほとんどの仕事では IPC-2221 は安全で良い選択です。

パラメータの入力

おわりに PCBトレース幅計算機正しい数値を入力する必要があります。ほとんどの電卓は

• 電流（アンペア）
• 銅の厚さ（オンスまたはマイクロメートル単位）
• 許容温度上昇（摂氏）
• トレース位置（内部レイヤーまたは外部レイヤー）
• 周囲温度

各番号を注意深く入力してください。IPC-2221 は、安全なトレース幅を求めるためにこれらを使用します。この計算式は、エンジニアが異なる電流でトレースがどの程度熱くなるかをチェックした実際のテストから得られたものです。この計算機では、内層と外層で異なる定数を使用しています。

値を入力する通常の方法は次のとおりです：

1. トレースの最大電流を入力してください。
2. PCBメーカーが使用する銅の厚さを選んでください。
3. 許容できる最高温度を設定します。
4. トレースがボードの内側か外側かを選択します。
5. 電卓で計算できる場合は、周囲温度も加えてください。

一部の計算機では、基板の製造方法を変更したり、異なる誘電率を試すことができます。これは、多くのビルドで機能するトレース幅を見つけるのに役立ちます。

結果のレビュー

あなたの数字を入力し終えると、PCBトレース幅計算機はあなたに答えを与えます。最も重要な答えは、使用すべきトレース幅です。あなたも見るかもしれません：

• トレース抵抗（トレースが電流をどれだけ遅らせるか）
• 電圧降下（トレースに沿ってどれだけの電圧が失われるか）
• 推定温度上昇

それぞれの答えを見て、あなたの設計に合うかどうかを確認してください。電圧降下が高すぎる場合は、トレースの幅を広くする必要があるかもしれません。トレース幅が基板に対して大きすぎる場合は、設計を変更するか、より厚い銅を使う必要があるかもしれません。

IPC-2221を使用するほとんどの電卓は安全な答えを出します。これにより、基板が熱くなったり、思ったより電流が流れたりしても、トレースの安全性が保たれます。オンライン計算機やCADツールは、このルールをよく使用しますので、ほとんどのプロジェクトで信頼できます。

結果の応用 PCB設計

レイアウト調整

計算が終わったら、PCBレイアウトを更新してください。電卓で計算したトレース幅を設計ソフトで使用してください。これは基板が熱くなりすぎるのを防ぐのに役立ちます。また、信号が弱くなることもありません。トレース幅が基板に合うかどうか、常に確認してください。合わない場合は、銅を厚くするか、トレースを移動してください。

• 適切なトレース幅を使用することで、熱をコントロールし、信号を強く保つことができます。
• IPC-2221の規則に合わせて幅を変更することで、業界標準に沿った設計が可能になります。
• トレース幅をメーカーの許容範囲と照らし合わせてください。例えば 錦江 は銅の厚さごとに最小と最大の幅を設定しています。
• 必要に応じてレイアウトを変更してください。これにより、ボードの信頼性が高まり、遅延を避けることができます。
• 計算機は、性能とボードの製造方法の両方に合った変更を行うのに役立ちます。

デザインルールの統合

PCB ソフトウェアでデザインルールを設定する必要があります。これらのルールは、使用できる最小のトレース幅と間隔をソフトウェアに伝えます。正しいルールを使用することで、ミスを回避し、基板を作成することができます。

デザイン・ルール・チェック（DRC）は、ほとんどのレイアウトミスを早期に発見します。DRCは、トレースの幅と間隔が適切かどうかをチェックします。これにより、短絡やその他の問題を防ぐことができます。DRCのルールに従うことで、より良い基板が得られ、ミスも少なくなります。時間とコストを節約し、より良い基板を得ることができます。

• DRCは、基板を作る前に最大70%の設計ミスを見つけることができます。
• 良いDRCセッティングは、ボードの強度と作りやすさを保つのに役立ちます。
• DRCはシグナル・インテグリティとパワー・インテグリティにも役立つので、回路はうまく機能します。

規格遵守

あなたは、次のことに従わなければなりません。 業界およびメーカー基準 すべての PCB のために。IPC-2221 には、トレース幅、間隔、温度上昇のルールがあります。トレース幅は常にこれらの規則に合わせてください。これにより、基板の安全性と動作が保たれます。

デザインを仕上げる前に、メーカーの規則を確認してください。トレースの幅や間隔については、各社が独自の制限を設けています。IPCとメーカーの両方のルールに従えば、製造中のほとんどの問題を避けることができます。

ベストプラクティス

ミスを避ける

数字をチェックすることで、多くのミスを防ぐことができます。設計に何が必要かを知ることは重要です。多くの人はトレースの電流を低く見積もりすぎます。そうするとトレースが熱くなりすぎて断線することがあります。常に、流れると思われる最大の電流を使用してください。をチェックするのを忘れる人がいます。 銅の厚さ.間違った数字を使うと、トレース幅が実際の基板と合わなくなります。銅の厚さについては、始める前に必ずメーカーに尋ねてください。

温度上昇を無視したり、トレースが基板の内側か外側かをチェックしなかったりすると、他の間違いが起こります。これらのことは、トレースがどれだけの熱を受けることができるかを変えます。これらのステップをスキップすると、基板が早期に動作しなくなる可能性があります。

トラブルシューティング

時には トレース幅 必要なトレースがレイアウトに合わない幅の広いトレースはパーツとパーツの間に収まらないかもしれません。選択肢はいくつかあります。より厚い銅を使えば、同じ電流でより薄いトレースを使うことができます。また、トレースやパーツを移動してスペースを確保することもできます。それでも問題が解決しない場合は、許容温度上昇を下げてみてください。

オプションの検討には、テーブルが役立ちます：

問題点	可能な解決策
トレースの幅が広すぎる	より厚い銅を使用
スペース不足	トレースやパーツの移動
高温上昇	電流を下げるか、より広いトレースを使用

ドキュメンテーション

良いドキュメンテーションは、プロジェクトをきちんとした状態に保ち、後で役立ちます。計算、設計の選択、変更はすべて保存する必要があります。Altium Designer や他のツールには、プロジェクトファイルやバージョンを保存するためのガイドがあります。これらのツールは、良い記録を残すのに役立ちます。IPC-2221 では、ルールと将来の使用のために、計算と設計の選択を書き留めておく必要があると述べています。

これらの書類はプロジェクトに保管しておくべきです：

• 回路図およびレイアウトファイル
• 部品表 (BOM)
• 組立図と説明書
• ガーバーファイルとパーツ配置ファイル
• ユーザーガイドと検査記録

文書を明確かつ完全なものにしておくことは、製造、テスト、将来の変更に役立ちます。設計が非常に重要な場合は、部品履歴や試験結果を追加してください。

正しいデータを使用し、答えをチェックすれば、PCBをより安全にすることができます。正確な数値を入力し、設計をテストするエンジニアは、ミスが少なくなります。また、回路もよりうまく機能します。

• Altium DesignerやCadence Allegroなどのツールは、インピーダンスの制御に役立ちます。また、これらのツールは問題の早期発見にも役立ちます。
• 自分たちの仕事に目を通し、デザインを変更するチームは、より強力なボードを作ることが多いのです。
  質問し続け、ルールを守り、設計の新しい方法を学んでください。細心の注意を払えば、あなたの回路は毎回より良いものになるでしょう。

よくあるご質問