Проводники спирального типа

В современной электронике печатные платы играют ключевую роль, обеспечивая соединение компонентов и передачу сигналов. Одним из интересных и функциональных элементов разводки являются проводники спирального типа (также известные как спиральные индуктивности или меандровые линии).

Спиральные проводники представляют собой металлические дорожки, выполненные в форме спирали или меандра на поверхности или внутри слоёв печатной платы. Их конструкция может быть:

• Плоской спиралью (planar spiral) – дорожка закручена по окружности или квадрату.
• Меандровой линией (meander line) – зигзагообразная структура, увеличивающая эффективную длину проводника.
• Многослойной спиралью – когда витки распределены между разными слоями печатной платы.

Конструкция и особенности

Форма таких проводников представляет собой плоскую спираль, которая может иметь круглую, квадратную, шестиугольную или любую другую геометрию витков в зависимости от требований к индуктивности и занимаемой площадки.

Количество витков, ширина дорожек, расстояние между ними и диаметр спирали — ключевые параметры, влияющие на электрические характеристики проводника. Эти параметры определяют индуктивность, сопротивление и паразитные ёмкости спирального проводника, что особенно важно для высокочастотных применений.

Применение спиральных проводников на печатных платах

• Планарные индуктивности, трансформаторы, нагреватели и фильтры

  спиральные проводники часто используются в качестве встроенных индукторов, которые формируют магнитное поле и обеспечивают необходимую индуктивность для фильтров, согласующих цепей и колебательных контуров. Такие индукторы могут быть однослойными или многослойными, где многослойные конструкции позволяют увеличить индуктивность и улучшить параметры.

• Антенна

  спиральные проводники используются в качестве антенн на печатных платах, особенно в системах RFID и беспроводной связи. Спиральная форма позволяет экономить место на печатной плате и обеспечивает направленность и высокий коэффициент усиления, хотя, при этом полоса пропускания может быть узкой.

• Высокочастотные линии передач

  плоские спиральные проводники могут выступать в качестве элементов высокочастотных линий, обеспечивая компактность и необходимую индуктивность в цепях с ограниченным пространством.

Технические аспекты

При проектировании важно учитывать минимальные размеры дорожек и зазоров, чтобы обеспечить надёжность и точность изготовления, а также минимизировать паразитные эффекты, влияющие на работу высокочастотных цепей.

Ниже в таблице будут представлены допустимые значения, которые используются для производства спиральных проводников в «ЭЛЕКТРОконнект».

Преимущества спиральных проводников на печатных платах

• Компактность

  спиральная форма позволяет эффективно использовать площадь печатной платы, что особенно важно в миниатюрных устройствах.

• Интеграция

  встроенные индукторы и антенны не требуют дополнительного монтажа

• Высокая частотная стабильность

  правильное проектирование спиральных проводников обеспечивает стабильность параметров на высоких частотах

• Возможность многослойного исполнения

  позволяет увеличить индуктивность и улучшить характеристики без увеличения занимаемой площади.

Проводники спирального типа на печатных платах — это эффективное решение для создания компактных и высокочастотных индуктивных элементов и антенн. Их применение позволяет оптимизировать конструкцию электронных устройств, улучшить их характеристики и снизить себестоимость за счёт интеграции функциональных элементов непосредственно в структуру печатной платы. Точное проектирование и соблюдение технологических норм изготовления являются ключевыми факторами для достижения высоких эксплуатационных показателей таких проводников.