PCB八種電流與線寬的關(guān)系公式

關(guān)于pcb線寬和電流的經(jīng)驗(yàn)公式，關(guān)系表和軟件網(wǎng)上都很多，本文把網(wǎng)上的整理了一下，旨在給廣大工程師在設(shè)計(jì)PCB板的時(shí)候提供方便。

以下總結(jié)了八種電流與線寬的關(guān)系公式、表和計(jì)算公式，雖然各不相同（大體相近），但大家可以在實(shí)際的PCB板設(shè)計(jì)中，綜合考慮PCB板的大小，通過(guò)電流，選擇一個(gè)合適的線寬。

// 一、PCB電流與線寬 //

PCB載流能力的計(jì)算一直缺乏權(quán)威的技術(shù)方法、公式，經(jīng)驗(yàn)豐富CAD工程師依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?zāi)茏鞒鲚^準(zhǔn)確的判斷。但是對(duì)于CAD新手，不可謂遇上一道難題。

PCB的載流能力取決于以下因素：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)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)：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)閜cb的敷銅厚度是盎司/平方英寸"

PCB設(shè)計(jì)銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系表：

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)

另外，導(dǎo)線的電流承載能力與導(dǎo)線的過(guò)孔數(shù)量、焊盤有關(guān)系。

導(dǎo)線的電流承載值與導(dǎo)線的過(guò)孔數(shù)量焊盤存在的直接關(guān)系（目前沒(méi)有找到焊盤和過(guò)孔孔徑每平方毫米對(duì)線路的承載值影響的計(jì)算公式）這里只做一下簡(jiǎn)單的一些影響到線路電流承載值的主要因素。

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。所以表格提供只是作為一種參考值。

2、在實(shí)際設(shè)計(jì)中，每條導(dǎo)線還會(huì)受到焊盤和過(guò)孔的影響，如焊盤較多的線段，在過(guò)錫后，焊盤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與焊盤之間某段線路被燒毀。

這個(gè)原因很簡(jiǎn)單，焊盤因?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，而焊盤與焊盤之間的焊盤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，就很容易燒斷焊盤與焊盤之間那一段線路，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），如下圖：

像此類處理方法對(duì)于那些從事小家電PCB Layout的朋友并不陌生，因此如果過(guò)錫量夠均勻也錫量也夠多的話，這條1mm導(dǎo)線就不止可以看做一條2mm的的導(dǎo)線了，而這點(diǎn)在單面大電流板中尤為重要。

3、圖中焊盤周圍處理方法同樣是增加導(dǎo)線與焊盤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，焊盤在3以上的）這樣處理是十分重要的。

因?yàn)槿绻副P在3mm以上管腳又在1.2以上，它在過(guò)錫后，這一點(diǎn)焊盤的電流就會(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（特別焊盤多的時(shí)候），仍然很容易造成焊盤與焊盤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，基本可以以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)銅箔厚度、走線寬度和電流的關(guān)系，不同厚度，不同寬度的銅箔的載流量見(jiàn)下表:

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、如何確定大電流導(dǎo)線線寬 //

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五、利用PCB的溫度阻抗計(jì)算軟件計(jì)算（計(jì)算線寬，電流，阻抗等）PCBTEMP

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依次填入Location (External/Internal)導(dǎo)線在表面還是在FR-4板內(nèi)部、Temp 溫度(Degree C)、Width線寬（Mil）、Thickness厚度（Oz/Mil）,再點(diǎn)Solve即可求出通過(guò)的電流，也可以知道通過(guò)的電流，求線寬，非常方便。

可以看到同第一種方法的結(jié)果差不多（20攝氏度，10mil線寬，也就是0.010inch線寬，銅箔厚度為1 Oz）。

// 六、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。

// 七、某網(wǎng)友提供的計(jì)算方法如下 //

先計(jì)算track的截面積，大部分pcb的銅箔厚度為35um（不確定的話可以問(wèn)pcb廠家）它乘上線寬就是截面積，注意換算成平方毫米。

有一個(gè)電流密度經(jīng)驗(yàn)值，為15~25安培/平方毫米。把它稱上截面積就得到通流容量。

// 八、關(guān)于線寬與過(guò)孔鋪銅的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn) //

我們?cè)诋婸CB時(shí)一般都有一個(gè)常識(shí)，即走大電流的地方用粗線（比如50mil，甚至以上），小電流的信號(hào)可以用細(xì)線（比如10mil）。

對(duì)于某些機(jī)電控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有時(shí)候走線里流過(guò)的瞬間電流能夠達(dá)到100A以上，這樣的話比較細(xì)的線就肯定會(huì)出問(wèn)題。

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。

（這時(shí)又會(huì)出現(xiàn)另外一個(gè)問(wèn)題?導(dǎo)線的雜散電感，這個(gè)毛刺將會(huì)在這個(gè)電感的作用下產(chǎn)生很強(qiáng)的反向電動(dòng)勢(shì)，從而有可能損壞其他器件。越細(xì)越長(zhǎng)的導(dǎo)線雜散電感越大，所以實(shí)際中還要綜合導(dǎo)線的長(zhǎng)度進(jìn)行考慮）

一般的PCB繪制軟件對(duì)器件引腳的過(guò)孔焊盤鋪銅時(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。

使用直鋪的方式特點(diǎn)是焊盤的過(guò)電流能力很強(qiáng)，對(duì)于大功率回路上的器件引腳一定要使用這種方式。

同時(shí)它的導(dǎo)熱性能也很強(qiáng)，雖然工作起來(lái)對(duì)器件散熱有好處，但是這對(duì)于電路板焊接人員卻是個(gè)難題，因?yàn)楹副P散熱太快不容易掛錫，常常需要使用更大瓦數(shù)的烙鐵和更高的焊接溫度，降低了生產(chǎn)效率。

使用直角輻條和45角輻條會(huì)減少引腳與銅箔的接觸面積，散熱慢，焊起來(lái)也就容易多了。

所以選擇過(guò)孔焊盤鋪銅的連接方式要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，綜合過(guò)電流能力和散熱能力一起考慮，小功率的信號(hào)線就不要使用直鋪了，而對(duì)于通過(guò)大電流的焊盤則一定要直鋪。至于直角還是45度角就看美觀了。