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 PCB設(shè)計(jì)銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系

 一、PCB電流與線寬

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。大家都知道，PCB走線越寬，載流能力越大。假設(shè)在同等條件下，10MIL的走線能承受1A，那么50MIL的走線能承受多大電流，是5A嗎？答案自然是否定的。請(qǐng)看以下來(lái)來(lái)自國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)：

供的數(shù)據(jù)：

線寬的單位是：Inch（1inch=2.54cm=25.4mm）

數(shù)據(jù)來(lái)源：MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic Equipment

二、PCB設(shè)計(jì)銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系

在了解PCB設(shè)計(jì)銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系之前先讓我們了解一下PCB 敷銅厚度的單位盎司、英寸和毫米之間的換算："在很多數(shù)據(jù)表中，PCB 的敷銅厚度常常用盎司做單位，它與英寸和毫米的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：
1 盎司 = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米（mm）
2 盎司 = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米（mm）
盎司是重量單位，之所以可以轉(zhuǎn)化為毫米是因?yàn)?span lang="EN-US">pcb的敷銅厚度是盎司/平方英寸"   

也可以使用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:0.15×線寬(W)=A

以上數(shù)據(jù)均為溫度在25℃下的線路電流承載值.

導(dǎo)線阻抗:0.0005×L/W(線長(zhǎng)/線寬)

電流承載值與線路上元器件數(shù)量/焊盤(pán)以及過(guò)孔都直接關(guān)系

另外 導(dǎo)線的電流承載值與導(dǎo)線線的過(guò)孔數(shù)量焊盤(pán)的關(guān)系

1、在表格數(shù)據(jù)中所列出的承載值是在常溫25度下的最大能夠承受的電流承載值，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中還要考慮各種環(huán)境、制造工藝、板材工藝、板材質(zhì)量等等各種因素。所以表格提供只是做為一種參考值。

2、在實(shí)際設(shè)計(jì)中，每條導(dǎo)線還會(huì)受到焊盤(pán)和過(guò)孔的影響，如焊盤(pán)教多的線段，在過(guò)錫后，焊盤(pán)那段它的電流承載值就會(huì)大大增加了，可能很多人都有看過(guò)一些大電流板中焊盤(pán)與焊盤(pán)之間某段線路被燒毀，這個(gè)原因很簡(jiǎn)單，焊盤(pán)因?yàn)檫^(guò)錫完后因?yàn)橛性_和焊錫增強(qiáng)了其那段導(dǎo)線的電流承載值，而焊盤(pán)與焊盤(pán)之間的焊盤(pán)它的最大電流承載值也就為導(dǎo)線寬度允許最大的電流承載值。因此在電路瞬間波動(dòng)的時(shí)候，就很容易燒斷焊盤(pán)與焊盤(pán)之間那一段線路，解決方法：增加導(dǎo)線寬度，如板不能允許增加導(dǎo)線寬度，在導(dǎo)線增加一層Solder層（一般1毫米的導(dǎo)線上可以增加一條0.6左右的Solder層的導(dǎo)線，當(dāng)然你也增加一條1mm的Solder層導(dǎo)線）這樣在過(guò)錫過(guò)后，這條1mm的導(dǎo)線就可以看做一條1.5mm~2mm導(dǎo)線了（視導(dǎo)線過(guò)錫時(shí)錫的均勻度和錫量）

3、圖中焊盤(pán)周?chē)幚矸椒ㄍ瑯邮窃黾訉?dǎo)線與焊盤(pán)電流承載能力均勻度，這個(gè)特別在大電流粗引腳的板中（引腳大于1.2以上，焊盤(pán)在3以上的）這樣處理是十分重要的。因?yàn)槿绻副P(pán)在3mm以上管腳又在1.2以上，它在過(guò)錫后，這一點(diǎn)焊盤(pán)的電流就會(huì)增加好幾十倍，如果在大電流瞬間發(fā)生很大波動(dòng)時(shí)，這整條線路電流承載能力就會(huì)十分的不均勻（特別焊盤(pán)多的時(shí)候），仍然很容易造成焊盤(pán)與焊盤(pán)之間的線路燒斷的可能性。圖中那樣處理可以有效分散單個(gè)焊盤(pán)與周邊線路電流承載值的均勻度。

最后再次說(shuō)明：電流承載值數(shù)據(jù)表只是一個(gè)絕對(duì)參考數(shù)值，在不做大電流設(shè)計(jì)時(shí)，按表中所提供的數(shù)據(jù)再增加10%量就絕對(duì)可以滿足設(shè)計(jì)要求。而在一般單面板設(shè)計(jì)中，以銅厚35um，基本可以于1比1的比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，也就是1A的電流可以以1mm的導(dǎo)線來(lái)設(shè)計(jì)，也就能夠滿足要求了（以溫度105度計(jì)算）。

三、PCB設(shè)計(jì)時(shí)銅箔厚度,走線寬度和電流的關(guān)系

信號(hào)的電流強(qiáng)度。當(dāng)信號(hào)的平均電流較大時(shí)，應(yīng)考慮布線寬度所能承載的的電流，線寬可參考以下數(shù)據(jù)：

PCB設(shè)計(jì)時(shí)銅箔厚度,走線寬度和電流的關(guān)系

注：

i. 用銅皮作導(dǎo)線通過(guò)大電流時(shí)，銅箔寬度的載流量應(yīng)參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮。

ii. 在PCB設(shè)計(jì)加工中，常用OZ（盎司）作為銅皮厚度的單位，1 OZ銅厚的定義為1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為一盎，對(duì)應(yīng)的物理厚度為35um；2OZ銅厚為70um。

四 經(jīng)驗(yàn)公式

   I=KT0.44A0.75

(K為修正系數(shù),一般覆銅線在內(nèi)層時(shí)取0.024,在外層時(shí)取0.048
T為最大溫升,單位為攝氏度(銅的熔點(diǎn)是1060℃)
A為覆銅截面積,單位為平方MIL(不是毫米mm,注意是square mil.)
I為容許的最大電流,單位為安培(amp)
一般 10mil=0.010inch=0.254可為 1A,250MIL=6.35mm, 為 8.3A

五 關(guān)于線寬與過(guò)孔鋪銅的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)

一個(gè)基本的經(jīng)驗(yàn)值是：10A/平方mm，即橫截面積為1平方毫米的走線能安全通過(guò)的電流值為10A。如果線寬太細(xì)的話，在大電流通過(guò)時(shí)走線就會(huì)燒毀。當(dāng)然電流燒毀走線也要遵循能量公式：Q＝I*I*t，比如對(duì)于一個(gè)有10A電流的走線來(lái)說(shuō)，突然出現(xiàn)一個(gè)100A的電流毛刺，持續(xù)時(shí)間為us級(jí)，那么30mil的導(dǎo)線是肯定能夠承受住的。      　　

一般的PCB繪制軟件對(duì)器件引腳的過(guò)孔焊盤(pán)鋪銅時(shí)往往有幾種選項(xiàng)：直角輻條，45度角輻條，直鋪。他們有何區(qū)別呢？新手往往不太在意，隨便選一種，美觀就行了。其實(shí)不然。主要有兩點(diǎn)考慮：一是要考慮不能散熱太快，二是要考慮過(guò)電流能力。