Der Begriff “Leiterbahn” wird häufig verwendet, um das zusammenhängende System aus Kupfer, Draht, Isolierung und Sicherungen zu beschreiben, aus dem eine Leiterplatte (PCB) besteht. Wenn ein elektrisches Gerät in irgendeiner Weise nicht richtig funktioniert, ist es sehr wahrscheinlich, dass nun die PCB-Spur ist inkonsistent.

Elektronikingenieure verwenden in der Leiterplattenbranche häufig den Ausdruck “Leiterbahnwiderstand”. Komponenten einer Leiterplatte, die als Barrieren für den freien Stromfluss fungieren, werden als Leiterbahnen bezeichnet.

Was ist eine PCB-Spur?

Verfolgung auf einer PCB ist nur eine Auflistung der vielen Komponenten, aus denen die Leiterplatte besteht. Die Leiterbahn ist, wie der Strom, ein unvermeidlicher Bestandteil der Leiterplattenkombinationen und erleichtert die einfache Behebung von Anomalien. Die Leiterplatte ist eines der allgegenwärtigen Teile eines jeden elektrischen Geräts.

Sie sind in der modernen Technik so allgegenwärtig geworden, dass man sich kein Gerät mehr ohne sie vorstellen kann. Daher ist es sehr wichtig, das Layout der Leiterbahnen zu kennen. Andernfalls kann es zu Problemen kommen, deren Behebung viel mehr Arbeit und Geld erfordert. Daher ist es praktisch, sich eine Reihe von Funktionen und Formeln anzueignen, um die Arbeit schnell und genau zu erledigen, ohne zu riskieren, denselben Fehler noch einmal zu machen.

Woraus bestehen Leiterbahnen auf Leiterplatten?

Leiterbahnen sind Träger von elektrischen Impulsen. Daher muss der Stoff, aus dem sie hergestellt werden, hoch leitfähig und robust sein. Kupfer ist das gebräuchlichste Material für Leiterbahnen, es können aber auch andere Materialien verwendet werden. Aluminium oder sogar Gold können zur Herstellung von Leiterbahnen verwendet werden.

Welche Rolle spielt die Leiterbahn in der Leiterplatte?

Mit einem effektiven Impedanzmanagement wird die Intensität eines Signals, das entlang einer Leiterbahn fließt, in einem akzeptablen Bereich gehalten, indem die Größe und Platzierung von Leiterbahnen auf die Eigenschaften des Substratmaterials abgestimmt werden. Ingenieure sind gezwungen, mit Schwierigkeiten bei der Signalintegrität (SI) umzugehen, da die Schaltraten von immer mehr Geräten weiter steigen. Dies hat zur Folge, PCB-Spur kann nicht mehr als eine direkte Verbindung zwischen zwei Punkten betrachtet werden. Leiterbahnen müssen wie Übertragungsleitungen behandelt werden, um die Auswirkungen auf SI zu verringern oder zu beseitigen, und es muss eine Impedanzanpassung vorgenommen werden. Viele mögliche Probleme mit der Signalintegrität lassen sich durch die Einhaltung solider Entwurfstechniken und -methoden vermeiden oder verringern.

Eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte hat die Aufgabe, elektrischen Strom vom Gerät zum Empfänger zu leiten. Über die Leiterbahn muss der Strom übertragen werden. Um eine optimale Signalleistung zu erzielen, ist jedoch eine Anpassung der Impedanzen auf der Leiterplatte erforderlich. Folglich ist eine Impedanzanpassung erforderlich. Ein möglichst großer Teil der Leistung des Treibers sollte den Empfänger erreichen.

Hochfrequenzsignale werden sich auf dem Weg vom Treiber zum Empfänger mit Sicherheit verschlechtern, wenn man beim Layout der Leiterplatte nicht sorgfältig vorgeht. Die resultierenden Signale werden auf einem Augendiagramm ziemlich verstümmelt erscheinen, mit schwankenden Stärken, während sie von der Quelle zur Senke wandern.

Leiterbahnbreite VS Leiterbahnstrom

Die Komponenten auf Leiterplatten sind über elektrische Leiterbahnen mit den verschiedenen Anschlüssen verbunden. Das sind die durchgehenden Kupferbahnen auf einer Leiterplatte. Das ordnungsgemäße Funktionieren der Leiterbahnen auf der Leiterplatte hängt von der Größe der Leiterbahnen ab. Wenn die Elektronen durch das Kupfer wandern, erzeugen sie eine große Menge an Wärmeenergie. Die Temperatur Ihrer Leiterplatte kann durch Anpassung der Leiterbahnbreite gesteuert werden. Damit die Elektrizität besser fließen kann, ist eine breitere Leiterbahn vorzuziehen.

Es ist möglich, beim Entwurf einer Leiterplatte die vorgegebene Standard-Leiterbahnbreite zu verwenden. Es kann jedoch sein, dass die Leiterplatte von einer anderen Leiterbahnbreite als der standardmäßig verwendeten profitiert. Die Strombelastbarkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl der Leiterbahnbreite.

Der Zusammenhang zwischen Leiterbahnbreite und Strombelastbarkeit lässt sich nur mit Hilfe einer Stromtabelle verstehen. Mit dieser Partnerschaft können Sie bestimmen, wie umfangreich Ihre Leiterbahnen auf der von Ihnen entworfenen Leiterplatte sein müssen. Der maximale Strom, der durch die Leiterbahn fließen darf, ohne die maximale Temperaturbelastung zu überschreiten, wird als Strombelastbarkeit bezeichnet.

PCB-Leiterbahndicke

Typischerweise, PCB-Hersteller wird die Dicke dieser Art von Kupferschicht festgelegt. Leiterbahnen werden in US-Einheiten von Gramm pro Quadratfuß gemessen.

Aufgrund unserer Konstruktion können wir die Leiterbahnbreite unabhängig von anderen Parametern steuern. Die Industrienorm für die erforderliche Leiterbahnbreite beträgt 6mil. Die meisten Hersteller halten sich also daran (oder 0,152 mm). Diese Beschränkung ergibt sich aus dem Herstellungsprozess (Ätzen) und dem beabsichtigten Effekt. Um uns jedoch etwas Spielraum zu verschaffen, wählen wir 10 bis 12 mil (0,254 bis 0,3 mm) breite Leiterbahnen.

Beim Leiterplattendesign ist die Leiterbahnbreite ein entscheidendes Designelement. Um zu verhindern, dass Ihre Leiterplatte überhitzt und schmilzt, müssen die Leiterbahnen breit genug sein, um den benötigten Strom zu übertragen. Mit diesem Online-Rechner können Sie die kleinste Leiterbahnbreite ermitteln, die für einen bestimmten Strom und ein bestimmtes Kupfergewicht erforderlich ist. Für größere Ströme werden dickere Leiterbahnen benötigt, aber schwereres Kupfer erlaubt dünnere Leiterbahnen.

PCB-Leiterbahn-Reparatur

Die Instandhaltung oder Reparatur einer Leiterplatte in all ihren möglichen Formen erfordert eine Vielzahl von Kenntnissen und Erfahrungen. Die Reparatur von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte kann den Austausch des Metalls, die Beseitigung oder die Abdeckung mit einer Schutzschicht umfassen. Der Einsatz von Heißluftpistolen und Lötkolben ist in diesen Situationen gang und gäbe.

Um effiziente und rechtzeitige Änderungen vornehmen zu können, ist es wichtig, über die richtige Ausrüstung für die Reparatur von Leiterbahnen zu verfügen. Sie können die Leiterbahnen auf der Leiterplatte mit den folgenden Instrumenten reparieren.

• Ein leitfähiger Stift ist ein Werkzeug zum Erstellen und Reparieren von Leiterbahnen auf PCBs.
• Der Overcoat-Stift ist ein praktisches Hilfsmittel zur Isolierung und Absicherung empfindlicher elektrischer Bauteile.
• Die Lötmaschine wird für die Reparatur und den Anschluss der elektrischen Komponenten an die Leiterplatte verwendet und ist das beste Werkzeug für Arbeiten dieser Größenordnung.

Überlegungen beim Entwurf von Leiterbahnen

Die Dicke Ihrer Spuren

Das Kupfer in den Leiterbahnen einer Leiterplatte kann in Unzen angegeben werden. Im Allgemeinen verwenden Leiterplattendesigner ein oder zwei Unzen Kupfer, manche Leiterplattenhersteller geben jedoch bei Bedarf bis zu sechs Unzen Stärke an. Beachten Sie, dass die Verwendung einer falschen Leiterbahndicke zu Problemen beim Laminieren und Löten führen kann.

Die vorgesehene PCB-Stapelung

Die Erstellung eines einführenden Leitfadens für die Stapelung ist unerlässlich, um selbst die grundlegendsten Aspekte Ihrer Leiterplatte zu verstehen. Die Komplexität der Leiterbahn bestimmt den Material- und Arbeitsaufwand für die Herstellung der Leiterplatte, was wiederum den Preis bestimmt.

Schlussfolgerung

Leiterbahnen sind die Lebensadern einer jeden Leiterplatte. Ein ordnungsgemäßes Design gewährleistet Signalintegrität, reduziert Rauschen und erhöht die Zuverlässigkeit. Durch die Einhaltung von Industriestandards und bewährten Verfahren können Ingenieure effiziente und leistungsstarke Leiterplatten für verschiedene Anwendungen erstellen.

TXJ ist nach wie vor stark in Chinas OEM- und EMS-Auftragsfertigungsbranche vertreten. Elektronisches Design, Leiterplattenfertigung, Oberflächenmontage, Bauteilbeschaffung, Prototyping, Gehäusekonstruktion und schlüsselfertige Lösungen sind Teil des Serviceangebots.