也許大家都知道銅箔走線寬度與電流大小有關,往往都是硬件工程師讓你走多少就走多少,但作為Layout工程師你還是要知道你的銅皮走線取值都由什么因素決定?取值多大才能讓你安心?
PCB的載流能力取決與以下因素:線寬、線厚(銅箔厚度)、容許溫升。且PCB走線越寬,載流能力越大。載流計算方法有很多,但結果都大同小異。
其中一種計算方式如下:
K為修正系數,一般覆銅線在內層時取0.024,在外層時取0.048(此處也可看出內層載流能力要比外層弱很多);
T為最大溫升,單位為攝氏度(銅的熔點是1060℃);
A為覆銅截面積,單位為平方mil(不是毫米mm),大部分PCB的銅箔厚度為35um(1oz銅厚),它乘上線寬就是截面積);
I為容許的最大電流,單位為A。
由以上公式得出以下表格:
由表格數據得出:一般10mil=0.01inch=0.254mm可為1A,250mil=6.35mm,為8.3A,載流與線寬並不是線性關系(這點很重要)。
但是,實際情況下電流承載值與線路上元器件數量、導線上過孔及焊盤數量也都存在着直接關系。同時,線長、板材、pcb制造工藝等因素也會影響載流。
一般焊盤上錫后的載流量要比等寬走線的載流量大很多;
過孔載流,也與工藝有關。過孔的電鍍銅厚度是比較關鍵的影響因素(過孔鍍層厚度的三個等級:1級-18um、2級-20um、3級-25um)。在電鍍銅厚度為20μm;1mm內徑時,產生10℃溫升的電流為3.7A。(這個是國際標准給出的數據)。在實際使用時,充分考慮制造工藝情況以及可靠性,一般做減半設計;
實際PCB設計中:1Oz厚度的銅皮,1mm線寬/銅皮寬度的過電流能力為1A,(溫升10℃); 0.2mm孔徑,載流能力為0.5A。
當然,不同公司要求可能稍有差異,具體情況具體對待,畢竟板子做出來的性能好才是王道!