PCB走線與過孔的電流承載能力有受什么影響?PCB走線與過孔的電流承載能力

　　一站式PCBA加工廠家今天為大家講講PCB走線與過孔的電流承載能力有受什么影響?PCB走線與過孔的電流承載能力的影響因素。PCB走線與過孔的電流承載能力受線寬、銅厚、溫升、層別及散熱條件等多重因素影響，具體分析如下：

　　PCB走線與過孔的電流承載能力的影響因素

　　一、PCB走線電流承載能力的影響因素

　　線寬

　　核心參數：線寬越寬，橫截面積越大，電阻越小，發熱量越低，承載電流能力越強。

　　經驗公式(基于IPC-2152標準簡化)：

　　外層走線：I≈0.048×ΔT0.44×A0.725內層走線：I≈0.024×ΔT0.44×A0.725

　　(I為電流，ΔT為允許溫升，A為橫截面積)

　　實例：1oz銅厚(35μm)下，10mil寬走線約承載0.675A，20mil寬可承載約1A。

　　銅厚

　　銅厚越厚，橫截面積越大，電阻越小，承載能力越強。例如，2oz銅厚的載流能力約為1oz的2倍(實際受散熱影響略低)。

　　溫升

　　允許溫升(ΔT)越高，承載電流越大，但需避免基材分解或器件損壞。典型設計溫升目標為10°C(保守)、20°C(常見)、30°C(散熱良好時)。

　　層別與散熱

　　外層走線：暴露在空氣中或覆蓋阻焊層，散熱條件好，載流能力約為內層的1.5-2倍。

　　內層走線：包裹在基材中，散熱困難，需降低電流承載預期。

　　散熱設計

　　附近有大面積銅箔、散熱孔或散熱器時，可顯著提升載流能力。例如，電源線加寬并鋪銅可減少地電位波動。

　　二、PCB過孔電流承載能力的影響因素

　　孔徑與鍍銅厚度

　　孔徑：孔徑越大，銅壁環形截面面積越大，承載能力越強。例如，0.3mm孔徑過孔比0.2mm孔徑承載能力更高。

　　鍍銅厚度：常見標準為20μm(0.7oz)，高電流場景需加厚至35μm(1oz)或以上。鍍銅越厚，電阻越小，承載能力越強。

　　溫升

　　允許溫升越高，承載電流越大。例如，10°C溫升下，0.3mm孔徑、25μm鍍銅的過孔約承載1A;若溫升提升至20°C，電流可增加約30%-50%。

　　層別與散熱

　　外層過孔：散熱條件優于內層，承載能力更高。

　　內層過孔：需通過連接內層銅箔或散熱焊盤增強散熱，避免熱量集中。

　　并聯過孔

　　單個過孔電流不足時，可并聯多個過孔分散電流。例如，10A電流需3-4個0.5mm孔徑過孔并聯，而非單個大孔。

　　三、設計建議與優化策略

　　優先查表或使用IPC-2152計算器

　　根據銅厚、溫升、層別等參數，通過標準表格或工具(如Saturn PCB Toolkit)快速確定線寬和過孔尺寸。

　　關鍵路徑加寬走線

　　電源線和地線需比信號線寬，例如電源線寬度建議1.2-2.5mm(48-100mil)，信號線寬度0.2-0.3mm(8-12mil)。

　　高電流場景優化

　　過孔設計：增加鍍銅厚度(如≥35μm)，并聯多個過孔，避免密閉區域集中大電流過孔。

　　散熱增強：移除內層非功能焊盤(NFP)，減少熱量累積;在過孔周圍增加銅箔面積，連接內層地平面輔助散熱。

　　冗余設計

　　實際電流不超過理論載流能力的70%-80%，例如理論值3A的走線，設計電流不超過2.1A。

　　仿真驗證

　　使用ANSYS SIwave或Cadence Allegro進行熱力耦合分析，確保大電流路徑(如10A以上)的溫升和電流分布符合預期。

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