Por qué los ingenieros eligen la traza de cobre en los PCB

Por qué los ingenieros eligen la traza de cobre en los PCB

Traza de cobre desempeñan un papel importante en la funcionalidad general de una placa de circuito impreso (PCB). Son las vías conductoras que conectan entre sí todos los componentes de una placa de circuito impreso. Sin trazas de cobre, las placas de circuito impreso serían inútiles. Hay muchos tipos diferentes de trazas de cobre, pero todas tienen algo en común: están hechas de láminas de cobre extremadamente finas. El grosor de una traza de cobre puede oscilar entre unas pocas micras (0,001 mm) y varios milímetros.

Las trazas de cobre pueden ser de una o de dos caras. Las de una cara se encuentran en las placas de circuito impreso menos complejas, como las utilizadas en proyectos de electrónica básica. Las trazas de doble cara se encuentran en placas de circuito impreso más complejas, como las utilizadas en placas base de ordenadores y otros dispositivos electrónicos de gama alta. Independientemente del tipo de placa de circuito impreso con el que trabajes, es importante que conozcas bien cómo funcionan las trazas de cobre. Esto le permitirá diseñar adecuadamente su PCB para que funcione correctamente.

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    ¿Qué son las trazas de cobre en los PCB?

    En los circuitos impresos, las trazas de cobre son canales finos muy conocidos por la conductividad que ofrecen. La traza de cobre es importante para conectar las distintas partes de una placa de circuito impreso porque conduce la electricidad. Para crear la traza de cobre, se pega una lámina de cobre a un sustrato. La lámina de cobre puede grabarse o taladrarse para crear el patrón de trazado deseado.

    Las trazas pueden ser de montaje superficial o pasantes. Las de montaje superficial suelen ser más finas y tener un perfil más bajo que las de orificio pasante. Por eso son más adecuadas para dispositivos electrónicos pequeños. Las de agujero pasante son más gruesas y tienen un perfil más alto, lo que las hace más duraderas y fiables.

    Aunque la mayoría de las placas de circuito impreso tienen una sola capa de cobre, algunas pueden tener varias capas. Esto se conoce como placas de circuito impreso multicapa (MLPB). Los MLPB ofrecen una mayor flexibilidad de enrutamiento y admiten diseños más complejos.

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    Cómo calcular el grosor de la traza del núcleo

    Los profesionales prefieren examinar el grosor de la traza de cobre durante todo el proceso de diseño de la placa de circuito impreso. La anchura de la traza determina la cantidad de corriente que puede fluir a través de ella, y el grosor de la traza afecta a cuánto calor puede disipar la traza.

    Existen varios métodos para calcular el grosor de la traza del núcleo, cada uno con sus ventajas e inconvenientes. El método más habitual es utilizar la fórmula IPC-2221, que tiene en cuenta la anchura de la traza, la densidad de corriente admisible y la resistencia térmica deseada.

    Otro método habitual es utilizar una herramienta llamada T-Spice, que permite introducir varios parámetros, como el grosor del cobre, el tamaño de la placa de circuito impreso y la anchura de la traza. T-Spice mostrará entonces un número que representa la corriente máxima que puede fluir a través de la traza.  Proceso de soldadura de PCB.

    Cómo calcular la resistencia de una traza de cobre

    Si está trabajando con una placa de circuito impreso que tiene trazas de cobre, necesitará saber cómo calcular la resistencia de la traza. Esto es importante por dos razones:

    1.Es necesario conocer la resistencia para determinar la potencia disipada en la traza.

    2.La resistencia de la traza determina la corriente máxima que puede transportar la traza.

    Hay dos factores principales que afectan a la resistencia de una traza de cobre: el grosor y la anchura. Cuanto más gruesa sea la traza, menor será la resistencia. Cuanto más ancha sea la traza, menor será la resistencia.

    Para calcular la resistencia de una traza de cobre, necesitarás conocer los siguientes parámetros:
    Anchura de la traza (W): Es la anchura de la parte conductora de la traza (excluyendo cualquier máscara de soldadura u otro material dieléctrico).

    Grosor del rastro

    Espesor de la traza (t): Es el grosor de la parte conductora de la traza (excluyendo cualquier máscara de soldadura u otro material dieléctrico).

    Resistividad del cobre (ρ): Es una propiedad del cobre que afecta a su capacidad para conducir la corriente eléctrica. Para nuestros fines, utilizaremos un valor de 1,68 x 10-6 Ω-m.
    Ahora que tenemos todos nuestros parámetros, podemos introducirlos en nuestra ecuación:
    R = ρ - l/A
    donde:
    R = Resistencia (Ω)
    ρ = Resistividad (Ω-m)

    Relación entre el peso del cobre, la anchura de la traza de cobre y la capacidad de transporte de corriente

    La anchura de una traza de cobre también afecta a su resistencia. Las trazas más anchas tienen menos resistencia que las más estrechas, por lo que pueden transportar más corriente.

    Las trazas de cobre son inversamente proporcionales a su anchura en términos de la cantidad de corriente que pueden transportar. Por el contrario, a medida que aumenta la anchura de la traza, disminuye la corriente que puede transportar. La razón fundamental es que la resistencia de la traza de cobre depende directamente de su anchura.

    La anchura de la traza de cobre tiene un papel importante a la hora de determinar la cantidad máxima de corriente eléctrica que puede fluir a través de ellas. Al aumentar el peso del cobre, aumenta la sección transversal de la traza. Como la sección transversal de la traza es mayor, puede transportar más corriente sin que aumente la resistencia.

    A la hora de elegir la anchura de una traza de cobre, hay que tener en cuenta tanto su peso como la cantidad de corriente que circula por ella. Para fabricar una placa de circuito que pueda transportar suficiente corriente hay que tener en cuenta todas estas consideraciones.

    Normalmente, cuanto mayor es la anchura de una traza de cobre, mayor es la cantidad de electricidad que puede transportar. Por ejemplo, una traza de cobre 18 AWG (0,8 mm2) puede transportar hasta 24 amperios, mientras que una traza de cobre 16 AWG (1,3 mm2) puede transportar hasta 40 amperios.

    Consideración detallada de los factores de la traza de cobre

    Consideración detallada de los factores de la traza de cobre

    Cuando se trata de trazas de cobre, hay algunas cosas que debes tener en cuenta. La anchura de la traza, su grosor y la separación entre las trazas son importantes. 

    El control de la impedancia es esencial en las trazas de cobre porque determina la trayectoria de la corriente eléctrica. La impedancia global depende de varios factores, como la anchura de la traza y la capa conductora entre la traza y el lado del sustrato.

    Existen distintos métodos para regular la impedancia:

    Incluye aumentar el espacio entre la traza y el plano de tierra. La impedancia de la traza aumentará como resultado de esto.
    ●Utilizar un material dieléctrico diferente. Una opción para aumentar la resistencia de una traza es utilizar materiales con una constante dieléctrica más alta.

    Mínimos de fabricación

    Cuando se trata de los mínimos de fabricación para el trazado de cobre, hay una serie de consideraciones que deben examinarse.
    El primer factor que hay que tener en cuenta es la profundidad del cobre. Esto definirá la anchura máxima que puede utilizarse, así como la separación entre las líneas.
    ●El segundo factor a considerar es la densidad de corriente ideal. Debido a esto, se determinará la anchura y la separación mínimas que pueden utilizarse.
    ●El grabado es el tercer y último paso del proceso. Por ello, se determinará la anchura y la separación mínimas que pueden utilizarse.
    ●Al final, la anchura de la traza tendrá que ser mayor que la anchura más pequeña que se pueda utilizar.

    Control de la temperatura

    A la hora de mantener una temperatura adecuada para su traceado de cobre, debe tener en cuenta una serie de factores importantes. El primer factor a tener en cuenta es el grosor de la capa de cobre. Las capas de cobre de mayor grosor son capaces de disipar una mayor cantidad de calor. También hay que tener en cuenta la anchura de la traza. Una huella más grande tendrá una mayor superficie, y como resultado, será capaz de eliminar más calor del sistema.

    Los siguientes factores a tener en cuenta es la distancia total recorrida por el trazado

    ● Cuanto más larga sea la traza, más resistencia tendrá y, en consecuencia, más calor producirá.

    ●Al calcular la longitud de la traza, debes tener en cuenta cuánta corriente debe transportar.

    Hay que tener en cuenta la atmósfera en la que funcionará la traza. Si va a estar en una atmósfera con altas temperaturas, tienes que estar seguro de que el cobre puede soportar esas temperaturas sin deformarse ni disolverse. Esto es especialmente importante si el clima es muy cálido.

    ¿Cómo contribuye la traza de cobre a la gestión térmica de los circuitos impresos?

    A medida que los dispositivos electrónicos se hacen más pequeños y potentes, aumenta la necesidad de soluciones eficaces de gestión térmica. Una forma de ayudar a gestionar el calor generado por los dispositivos electrónicos es utilizar trazas de cobre en las placas de circuito impreso.

    El cobre es un excelente conductor del calor

    ●El cobre es un excelente conductor del calor, por lo que su uso para trazas ayuda a disipar el calor lejos de los componentes sensibles y en el aire circundante.

    Una traza de cobre más ancha tendrá una mayor superficie de contacto con los componentes y, como resultado, podrá conducir más calor lejos de esos componentes. Cuando se trata de la eficiencia con la que puede transmitir el calor lejos de los componentes, el grosor de la traza de cobre es otro factor a tener en cuenta. Cuando la traza es más gruesa, tendrá una mayor resistencia al flujo de calor y será capaz de transmitir el calor lejos de los componentes con mayor eficacia.

    El ●plano de tierra es utilizado a menudo por Fabricante de circuitos impresos para ayudar a la placa a manejar mejor el calor. La gran superficie del plano de tierra facilita que el calor de las piezas del sistema escape al aire que lo rodea. Al mantener las piezas electrónicas a una temperatura más fría, esto podría hacer que la electrónica funcionara mejor.

    Hay que tener en cuenta algunos aspectos a la hora de utilizar trazas de cobre para la gestión térmica

    1.En primer lugar, la anchura de la traza debe ser adecuada a la cantidad de corriente que va a transportar.

    2.En segundo lugar, el grosor del cobre debe ser suficiente para soportar la cantidad de calor que se generará.

    3.En tercer lugar, la disposición de las pistas debe diseñarse teniendo en cuenta la gestión térmica. Por ejemplo, es posible que desee colocar trazas más anchas en las zonas donde se genera más calor, o colocar vías (agujeros que conectan diferentes capas de la PCB) cerca de los puntos calientes para ayudar a conducir el calor.

    Utilizar trazas de cobre es una forma eficaz de controlar el calor generado por los aparatos electrónicos. Ten en cuenta algunos puntos clave cuando lo utilices y podrás prolongar la vida útil de tus dispositivos y evitar problemas de sobrecalentamiento.

    Conclusión

    Hay que hacer trazas de cobre que son importantes para el rendimiento de los equipos electrónicos pero que no están bien pensadas o hechas. Los componentes eléctricos siempre necesitan tener trazas, y las mejores trazas se construyen con cobre.

    de cobre minimizan la distorsión al tiempo que reducen la impedancia. La disminución de la resistencia resultante consigue este objetivo. Siempre que tenga alguna duda o inquietud sobre algo, no dude en hablar del tema con profesionales cualificados.

    PREGUNTAS FRECUENTES

    En las placas de circuito impreso, la traza de cobre son canales finos muy conocidos por la conductividad que ofrecen. La traza de cobre es importante para conectar las distintas partes de una placa de circuito impreso porque conducen la electricidad. Para crear la traza de cobre, se pega una lámina de cobre a un sustrato. La lámina de cobre puede grabarse o taladrarse para crear el patrón de trazado deseado.
    Los profesionales prefieren examinar el grosor de la traza de cobre durante todo el proceso de diseño de la placa de circuito impreso. La anchura de la traza determina la cantidad de corriente que puede fluir a través de ella, y el grosor de la traza afecta a la cantidad de calor que la traza puede disipar. El método más habitual es utilizar la fórmula IPC-2221, que tiene en cuenta la anchura de la traza, la densidad de corriente admisible y la resistencia térmica deseada. Otro método popular es utilizar una herramienta llamada T-Spice, que permite introducir varios parámetros, como el grosor del cobre, el tamaño de la placa de circuito impreso y la anchura de la traza. T-Spice mostrará un número que representa la corriente máxima que puede fluir a través de la traza.
    Si está trabajando con una placa de circuito impreso que tiene trazas de cobre, necesitará saber cómo calcular la resistencia de la traza. Esto es importante por dos razones: 1. Es necesario conocer la resistencia para determinar la potencia disipada en la traza. 2.La resistencia de la traza determina la corriente máxima que puede transportar la traza.

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