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PCB线宽、过孔大小与载流能力的关系

2019-01-04 23:25阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5730482775

PCB的载流能力取决与以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、容许温升。PCB走线越宽，载流能力越大，但是线宽与载流能力没有明显的比例关系，假设1oz铜厚12mil线宽可以载流1A，但不意味着20mil线宽可以载流2A。
PCB设计铜厚、线宽和电流关系表（25）
铜厚/35um（1oz）
 铜厚/50um（1.5oz）
 铜厚/70um（2oz）
电流(A)
 线宽(mm)
电流(A)
线宽(mm)
 电流(A)
 线宽(mm)
4.5
 2.5
 5.1
 2.5
 6
 2.5
4
 2
 4.3
 2.5
 5.1
 2
3.2
 1.5
 3.5
 1.5
 4.2
 1.5
2.7
 1.2
 3
 1.2
 3.6
 1.2
2.3
 1
 2.6
 1
 2.3
 1
2
 0.8
 2.4
 0.8
 2.8
 0.8
1.6
 0.6
 1.9
 0.6
 2.3
 0.6
1.35
 0.5
 1.7
 0.5
 2
 0.5
1.1
 0.4
 1.35
 0.4
 1.7
 0.4
0.8
 0.3
 1.1
 0.3
 1.3
 0.3
0.55
 0.2
 0.7
 0.2
 0.9
 0.2
0.2
 0.15
 0.5
 0.15
 0.7
 0.15

注：1、在表格数据中所列出的承载值是在常温25度下的最大能够承受的电流承载值，因此在实际设计中还要考虑各种环境、制造工艺、板材工艺、板材质量等等各种因素。所以表格提供只是做为一种参考值。
2、导线的电流承载值，与导线线的过孔数量、焊盘，存在的直接关系。如焊盘较多的线段，在过锡后焊盘那段的电流承载值就会大大增加，而且会大于导线宽度允许的最大电流承载值，当大电流通过时焊盘与焊盘之间某段线路可能会被烧毁。
最后说明：电流承载值数据表只是一个绝对参考数值，在不做大电流设计时，按表中所提供的数据再增加10%量就绝对可以满足设计要求。而在一般单面板设计中，以铜厚35um，基本可以于1比1的比例进行设计，也就是1A的电流可以以1mm的导线来设计，也就能够满足要求了。
另外附上网上大家认为较为专业的线宽与载流能力关系曲线：
PCB线宽、过孔大小与载流能力的关系
PCB线宽、过孔大小与载流能力的关系


下面总结一下过孔的载流能力，常规情况下镀铜厚度IPC2级或者IPC3级标准一般为0.8mil(约20um)到1mil(约25um)，而对于一些HDI板，因为盲孔不易电镀同时为了细线制作的问题，会适度的降低对孔铜厚度的要求，因此也有极限孔铜厚度10um左右。通过Saturn PCB Design Toolkit(一个仿真工具，可计算PCB常用的参数数据，如过孔的寄生电容、电感，导线载流能力，相互耦合信号线间的串扰等)仿真约20um孔铜厚度的过孔时得到如下数据：
PCB线宽、过孔大小与载流能力的关系
由仿真结果可以看出12mil的孔径可以安全承载1.2A左右电流，比行业里普遍认可的0.5A要宽松(为保证安全建议还是按照12mil走0.5A电流设计)；更大的16mil、20mil甚至24mil的孔径，在载流上优势并不明显，这说明孔径大小与载流能力并不是线性增加的。
PCB线宽、过孔大小与载流能力的关系
20A电流，打了20个12mil过孔，按照每个孔承载1.2A来计算，感觉非常安全。但是实际上电流并没有你想象的听话，并不是在20个过孔里面平均分配的。有些过孔走了2.4A的电流，有些才200mA。当然，这个设计可能最终并不会有太大风险。因为12mil的过孔在温升30度的时候是可以承载2A以上电流的。但是，如果不均匀性进一步放大呢？这个是和你电流的通道，过孔的分布、数量都有关系的，万一某个过孔走了3A甚至4A的电流呢？并且这时候你打25个或者30个过孔，只要没有在电流的关键位置，提供的帮助并不会很大。原因就还是那句话：电流没有你想象的听话，总是走最近，电阻最小的通道，并不是每个过孔都是走平均的电流，而是最近的，线路最短的过孔电流最大，太小的话，过孔会过载。


需要注意的是当过孔打在大电流电源回路上时，适当增加过孔的数量可以提高回路载流能力，也有利于散热；但是过孔打在信号线上时，太多的过孔有可能产生更多的EMI，所以信号线上要严格控制过孔数量。

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