Skip to content
RFrftools.io
PCB

Calculadora de resistência a traços de PCB

Calcule a resistência DC do traço de cobre do PCB a partir da largura, comprimento, espessura e temperatura. Inclui resistência da folha e coeficiente de temperatura.

Loading calculator...

Fórmula

R=ρ(T)⋅LW⋅TcR = \rho(T) \cdot \frac{L}{W \cdot T_c}

Referência: IPC-2221B; copper ρ₂₀ = 1.72×10⁻⁸ Ω·m, α = 3.93×10⁻³ /°C

ρ(T)— Resistividade à temperatura T (Ω·m)
L— Comprimento do traço (m)
W— Largura do traço (m)
Tc— Espessura do cobre (m)

Como Funciona

A Calculadora de Resistência a Traços de PCB calcula a resistência DC e a resistência corrigida pela temperatura para traços de cobre — essencial para análise de integridade de energia, orçamento de queda de tensão e gerenciamento térmico. Os engenheiros de eletrônica de potência e analógicos usam isso para garantir que as quedas de tensão permaneçam abaixo de 1-2% dos trilhos de alimentação, conforme exigido pela maioria das folhas de dados de IC.

De acordo com o Apêndice A do IPC-2221B, a resistência ao traço segue R = rho x L/(W x T), onde rho é resistividade de cobre (1,724e-8 ohm-m a 25C), L é comprimento, W é largura e T é espessura. O coeficiente de temperatura alfa = 0,00393/C (de acordo com ASTM B193) significa que a resistência aumenta 39,3% por aumento de 100C. Um traço projetado para 50 mohm a 25° C mede 70 mohm a 75° C — essencial para detecção de corrente de precisão.

A espessura do cobre varia com a fabricação: 1 onça de cobre nominalmente 35um se torna 30-32um após a gravação, aumentando a resistência em 10-15% em relação ao cálculo. De acordo com o IPC-6012D Classe 2, a espessura mínima do cobre é 80% da nominal, portanto, as margens do projeto devem levar em conta isso. A rugosidade da superfície (Rz = 2-5um por IPC-4562) aumenta ainda mais a resistência efetiva em 3-8% em altas frequências devido ao efeito da pele.

Para redes de distribuição de energia (PDN), a resistência de rastreamento define a queda de DC, mas a indutância domina acima de ~ 1 MHz. Um traço de 100 mm com 1 mm de largura tem aproximadamente 100 nH de indutância — a 10 MHz, isso apresenta uma reatância de 6,3 ohm versus resistência DC de 50 mohm, explicando por que os capacitores de desacoplamento devem ser colocados próximos aos ICs.

Exemplo Resolvido

Problema: Calcule a resistência de um traço de cobre de 50 mm de comprimento, 0,5 mm de largura e 1 onça a 25° C e 75° C para um trilho de alimentação de 3,3 V transportando 500 mA.

Solução de acordo com IPC-2221B:

  1. Parâmetros de cobre: rho = 1,724e-8 ohm-m, T = 35um (1oz), alfa = 0,00393/C
  2. R a 25° C: R = 1,724e-8 x 0,050/(0,0005 x 35e-6) = 8,62e-10/1,75e-8 = 49,3 mohm
  3. R a 75C: R (75) = R (25) x [1 + 0,00393 x (75-25)] = 49,3 x 1,197 = 59,0 mohm
  4. Queda de tensão em 500mA: V = 0,5 x 0,059 = 29,5 mV (0,9% de 3,3 V)
  5. Dissipação de energia: P = 0,5 ^ 2 x 0,059 = 14,8 mW
Verificação: a queda de 0,9% está dentro do orçamento típico de 2%. Para corrente de 1A, a queda dobra para 59mV (1,8%) — ainda aceitável. Para 2A, queda = 118 mV (3,6%) — excede o orçamento, precisa de traços mais largos ou cobre de 2 onças.

Dicas Práticas

  • ✓Use 2 onças de cobre para traços de potência para reduzir pela metade a resistência — de acordo com o IPC-2221B, o aumento de custo é de apenas 10 a 15% para uma melhoria significativa da confiabilidade.
  • ✓Adicione pontos de teste de medição de resistência (sensores Kelvin) em traços críticos de potência — permite a verificação da produção de acordo com os métodos de teste IPC-9252.
  • ✓Para analógico de precisão: reduza a resistividade do cobre em 15% nos cálculos para considerar a variação de corrosão e a rugosidade da superfície de acordo com o IPC-4562.

Erros Comuns

  • ✗Usando 35um nominal para cobre de 1 onça - a espessura real de pós-corrosão é de 30-32um por IPC-6012D, aumentando a resistência de 10 a 15%. Use 32um para cálculos conservadores.
  • ✗Ignorando o coeficiente de temperatura — o aumento da temperatura operacional de 50° C aumenta a resistência em 20%, causando quedas de tensão inesperadas que podem violar as tolerâncias de fornecimento de IC (+/- 5% típicas).
  • ✗Cálculo da resistência DC para correntes de alta frequência — o efeito de pele confina a corrente à camada superficial (profundidade da pele = 21um a 10 MHz), efetivamente dobrando a resistência acima de 10 MHz por Pozar.

Perguntas Frequentes

A resistência é inversamente proporcional à largura: dobrar a largura reduz pela metade a resistência. De acordo com o IPC-2221B, um traço de cobre de 1 mm de largura e 1 onça tem 49 mohm/100 mm; com 2 mm de largura, 24,5 mohm/100 mm. Para caminhos de alta corrente (> 1A), recomenda-se uma largura mínima de 1 mm para manter a queda de tensão abaixo de 50 mV/100 mm.
Sim — um traço de 100 mm com 1 mm de largura (1 onça de cobre) cai 49 mV a 1A. Para alimentação de 3,3 V com tolerância de +/- 5% (165 mV), esse traço único consome 30% do orçamento de tolerância. As fontes com vários amplificadores (5A+) requerem traços de 2-3 mm ou 2 onças de cobre para se manterem dentro do orçamento, de acordo com as diretrizes PDN do IPC-2152.
Sim - o cobre eletrodepositado (ED) tem resistividade 5-10% maior do que o cobre recozido laminado (RA) devido à estrutura de grãos de acordo com o IPC-4562. Cobre ED: aproximadamente 1,8e-8 ohm-m; cobre RA: aproximadamente 1,72e-8 ohm-m. A maioria das fábricas de PCB usa cobre ED; especifique RA para aplicações de detecção de corrente de precisão.
Os cálculos teóricos são +/- 5% precisos para geometrias padrão. A variação no mundo real aumenta +/ -15% devido a: (1) variação da espessura do cobre de acordo com IPC-6012D; (2) variação de largura em relação à corrosão (+/ -10%); (3) rugosidade da superfície; (4) incerteza de temperatura. Para produção, meça a resistência real em amostras representativas.
De acordo com IPC-2152: cobre externo de 1 onça, aumento de 10° C, 1 mm de largura carrega aproximadamente 2 A; 2 mm de largura carrega aproximadamente 3,5 A. Para aumento de 20C: multiplique por 1,4x. Os traços internos transportam 40-50% menos devido à redução do resfriamento. Corrente prática máxima para cobre padrão de 2 onças: 10-15A em traços de mais de 5 mm com gerenciamento térmico adequado.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

PCB Manufacturing (JLCPCB)

Affordable PCB fabrication with controlled impedance options

JLCPCB →

FR4 Copper Clad Laminate

FR4 laminate sheets for custom PCB prototyping

Amazon →

Thermal Paste

Thermal interface material for component heat management

Amazon →

Calculadoras relacionadas

PCB

Largura do traço

Calcule a largura mínima do traço de PCB para um determinado aumento de corrente, peso de cobre e temperatura de acordo com os padrões IPC-2221 e IPC-2152. Inclui resistência e queda de tensão.

RF

Impedância de microfita

Calcule a impedância da linha de transmissão de microfita usando as equações de Hammerstad-Jensen. Obtenha Z, constante dielétrica efetiva e atraso de propagação para o projeto de rastreamento de PCB.

PCB

Par diferencial

Calcule a impedância diferencial (Zdiff) e de modo comum (Zcom) para pares diferenciais de microfita acoplada com borda usados em interfaces USB, HDMI, Ethernet e seriais de alta velocidade.

PCB

Via calculadora

Calcule o PCB por meio de impedância, capacitância, indutância, capacidade de corrente, proporção e avisos de DFM. Cobre orifícios passantes e vias cegas/enterradas.