也许大家都知道铜箔走线宽度与电流大小有关,往往都是硬件工程师让你走多少就走多少,但作为Layout工程师你还是要知道你的铜皮走线取值都由什么因素决定?取值多大才能让你安心?
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。且PCB走线越宽,载流能力越大。载流计算方法有很多,但结果都大同小异。
其中一种计算方式如下:
K为修正系数,一般覆铜线在内层时取0.024,在外层时取0.048(此处也可看出内层载流能力要比外层弱很多);
T为最大温升,单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃);
A为覆铜截面积,单位为平方mil(不是毫米mm),大部分PCB的铜箔厚度为35um(1oz铜厚),它乘上线宽就是截面积);
I为容许的最大电流,单位为A。
由以上公式得出以下表格:
由表格数据得出:一般10mil=0.01inch=0.254mm可为1A,250mil=6.35mm,为8.3A,载流与线宽并不是线性关系(这点很重要)。
但是,实际情况下电流承载值与线路上元器件数量、导线上过孔及焊盘数量也都存在着直接关系。同时,线长、板材、pcb制造工艺等因素也会影响载流。
一般焊盘上锡后的载流量要比等宽走线的载流量大很多;
过孔载流,也与工艺有关。过孔的电镀铜厚度是比较关键的影响因素(过孔镀层厚度的三个等级:1级-18um、2级-20um、3级-25um)。在电镀铜厚度为20μm;1mm内径时,产生10℃温升的电流为3.7A。(这个是国际标准给出的数据)。在实际使用时,充分考虑制造工艺情况以及可靠性,一般做减半设计;
实际PCB设计中:1Oz厚度的铜皮,1mm线宽/铜皮宽度的过电流能力为1A,(温升10℃); 0.2mm孔径,载流能力为0.5A。
当然,不同公司要求可能稍有差异,具体情况具体对待,毕竟板子做出来的性能好才是王道!