PCB電路板如何選擇合適的導線寬度 PCB走線寬度計算方法

回前兩天畫了一個功率板子，但是由于走線的線徑太細，因此在上電的一瞬間一根電線被立即燒斷。為了解決這個問題，我們最后只能通過外部飛線的方式來替換燒斷的電線。

以前公司使用的PCB板通常都是6層、8層和10層，組件排列而且緊密，空間非常緊張。因此為了能夠布下較粗的線，我們通常通過不斷地壓縮空間來布線。但是，有時候空間實在不夠，在布局的限制下，我們只能根據(jù)需要適當減小走線的寬度，來滿足布完線。

根據(jù)以往經(jīng)驗，我們得出在一般情況下1安培的電流基本需要使用1毫米寬的導線就可以滿足。那么，根據(jù)這個經(jīng)驗我們是否可以推斷出，10安培的電流它就需要使用10毫米寬的導線來滿足呢？

在PCB板空間充足的情況下，確實可以按照這個比例來設(shè)計導線寬度。然而，在多層PCB中，當空間有限時，10毫米的導線寬度可能無法實現(xiàn)。這是因為多層PCB的內(nèi)部走線空間通常非常有限，而導線寬度會增加占用面積，可能導致無法容納較粗的導線。

因此，在大電流情況下，需要綜合考慮電流負載、導線截面積、散熱需求和空間限制等多個因素來選擇合適的導線寬度。這需要具備一定的電子和電氣知識以及實踐經(jīng)驗才能做出最佳的設(shè)計決策。

基礎(chǔ)知識

基礎(chǔ)知識，PCB電路板的銅箔厚度它是以盎司（OZ）為單位來進行測量的。1OZ厚的銅箔它指的是每平方英尺（FT2）的面積上均勻地鋪設(shè)重量為1盎司的銅箔，這個銅箔厚度是35微米（um）或者0.035毫米（mm）。

通常，PCB電路板的銅箔厚度有三個規(guī)格選擇，分別是0.5盎司、1盎司和2盎司。這些規(guī)格的銅箔主要是應(yīng)用在消費類產(chǎn)品和通訊類的電子產(chǎn)品中。3OZ的銅箔就非常的少見，主要是用于需要承受非常大的電流、非常高的高壓的電源產(chǎn)品中。

因此常用的多層PCB電路板中，它的表層銅箔的厚度基本都是1盎司，而內(nèi)層銅箔的厚度通常為0.5盎司。具體的細節(jié)情況我們可以去向PCB制作廠家詳細咨詢。

PCB走線寬度計算

PCB板的電流承載能力主要有三個方面原因，分別是走線寬度、線厚（銅箔的厚度）以及溫升高度。線寬越大，電流的承載能力就越強。

PCB制作的標準IPC-2221規(guī)定了一種計算線寬的方式，即通過將一些參數(shù)代入公式進行計算，得出所需線寬。

在IPC-2221標準里面，PCB線寬的計算公式中的參數(shù)包括：以下幾個

第一點I是走線允許通過的最大的電流，它的單位為安培（A）。

第二點0.024和0.048是修正系數(shù)，通常是用K表示。對于內(nèi)層走線，K=0.024；對于表層走線，K=0.048。

第三點dT是最大溫升數(shù)據(jù)，單位是攝氏度（℃）。常見的最大溫升數(shù)值有10還有20。

第四點A是PCB走線的截面積，等于銅的厚度乘以線寬的值，它的單位為平方密耳（mil^2）。

通過將這些參數(shù)帶入，我們可以計算出對應(yīng)的電流所需的走線寬度。但是計算過程非常的復雜，所以我們推薦使用網(wǎng)上的計算工具去計算或執(zhí)行IPC-2221標準規(guī)范的軟件算法去計算。

設(shè)計助手計算

我們在網(wǎng)上找到幾個不同的工具去計算走線的寬度，最后發(fā)現(xiàn)它們得出的結(jié)果基本是一樣的，其中的兩個工具計算出的結(jié)果是完全相同的。

給定的條件下（載流為10A，最大溫升為10℃，環(huán)境溫度為25℃，銅厚為1盎司，走線長度為10mm），通過這三個工具計算來得出的內(nèi)層PCB走線的寬度約為18.71mm，表層PCB走線的寬度約為7.19mm。我們自己最后也使用IPC-2221的公式進行計算了一次，得出結(jié)果與工具得出的結(jié)果是一致的。

這里我們需要注意的是，即使這些工具的計算結(jié)果非常相近，但是在實際應(yīng)用中我們還需要考慮到其他很多因素的影響，比如PCB板子材質(zhì)、絕緣層的厚度、PCB走線間距等一些因素。所以，在實際制作中我們需要綜合考慮這些因素的影響，并且咨詢專業(yè)的PCB生產(chǎn)廠家來確保最后制作出的PCB板符合我們的需求。

今天的分析先到這里，得出的基本結(jié)論就是1A電流需要1mm的線寬來滿足。

來源：旺哥學電子

　　審核編輯：湯梓紅