電源仿真中判定電流密度的標(biāo)準(zhǔn)是什么過孔電流大小的標(biāo)準(zhǔn)是什么

電源仿真的過程中，判定電流密度的標(biāo)準(zhǔn)是什么，過孔電流大小的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

從大家五花八門的回答來看，電流密度和過孔電流大小的標(biāo)準(zhǔn)還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范，這兩個因素不像電源壓降的指標(biāo)，會在datasheet中有明確的要求。這同樣說明，可能在電源設(shè)計(jì)中，電流密度和過孔電流大小這兩個因素，可能平時會被設(shè)計(jì)工程師忽略。

對于小電流電源而言，這兩個因素不會造成什么后果，但是現(xiàn)在芯片的電流一般都比較大了，這些東西都需要引起我們的重視了。至于規(guī)范的話，大家一般沿用intel的規(guī)范比較多一些，電流密度的話，是需要小于100A/平方毫米；過孔的話，就是具體情況具體分析了，一般10mil的過孔，最大的電流要小于2A。大家很多在回答中希望看到仿真實(shí)例，后續(xù)的話，會有一個比較特殊的仿真實(shí)例和大家分享，敬請關(guān)注。

（以下內(nèi)容選自部分網(wǎng)友答題）

對于電流密度的判定標(biāo)準(zhǔn)：滿足溫升要求，不會導(dǎo)致pcb板燒毀。滿足壓降要求，負(fù)載芯片端的電壓滿足芯片要求。過孔的判定標(biāo)準(zhǔn)，需要把過孔折算成走線，需要用過孔內(nèi)徑乘以3.14

判斷走線電流密度的標(biāo)準(zhǔn)，主要是看溫升范圍，直流阻抗大小，應(yīng)用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)。一般40A/mm^2(這里說的是截面積)。判斷過孔電流密度的標(biāo)準(zhǔn)，用直徑*3.14換算成走線電流密度

判斷密度的標(biāo)注應(yīng)該是，先分銅箔還是過孔，然后設(shè)置板層，再設(shè)置厚度和溫升。過孔標(biāo)準(zhǔn)是孔徑，孔厚，與銅箔連接方式。

電源仿真一方面要考慮壓降，另一方面要考慮電熱，判斷電流密度的標(biāo)準(zhǔn)就是在持續(xù)大電流的情況下滿足溫升要求，在瞬間大電流的情況下避免局部過熱導(dǎo)致印制板損壞，比如銅線燒斷、印制板碳化等。電熱仿真時我一般設(shè)置銅皮電流密度在60A/平方毫米（可能會導(dǎo)致印制板損壞），溫升由仿真結(jié)果保證。過孔電流密度，計(jì)算得到的結(jié)果大概是在100A/平方毫米，仿真時一般設(shè)置為60A/平方毫米。

在電源仿真中，得到電流密度后一是計(jì)算壓降，二是計(jì)算溫升，可以根據(jù)壓降和溫升判定是否滿足電路板和器件的使用條件，在滿足使用條件的基本前提下，做到電流密度均勻，避免出現(xiàn)熱點(diǎn)以免引起熱穩(wěn)定性和可靠性問題。過孔載流大小可以依據(jù)IPC2221標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)孔徑大小孔壁銅厚溫升等計(jì)算理論最小載流，一般via24d12a28單個能過至少1A。

過孔載流能力主要取決于過孔的大小和孔銅厚。另外板子工作環(huán)境溫度也要考慮，既溫升。綜合考慮，選擇1平方毫米4A保守。過控的話，如果是電源打過控，并聯(lián)多打，考慮過控的寄生電容電感，高頻的時候要注意

銅鉑的載流量與電路板的銅鉑厚度、寬度、散熱條件有關(guān)。散熱條件指允許最大溫升、內(nèi)層或表層、有無散熱器件等。在電源防真前，先通過IPC載流能力公式計(jì)算不同線寬下的電流大小。其中過孔根據(jù)扇形面積換算成線段的線寬來算。接著計(jì)算出電流密度。防真時二者分別乘60%來設(shè)置最大電流密度，和過孔電流。運(yùn)行后若有地方電流密度超標(biāo)，需要修改走線。

【1】、由于電流的熱效應(yīng)，電熱相關(guān)聯(lián)，電源仿真判定電流密度（A/mm2 ）可以通過顏色直觀看出，比如本帖子中第一幅插圖中白色區(qū)域電流密度大，冷色調(diào)藍(lán)色代表的區(qū)域電流密度小。還可使用直流壓降分析來確定高電流密度區(qū)域。依據(jù)IPC275-A標(biāo)準(zhǔn)，電流與銅箔厚度、溫升、線寬等有關(guān)。通常取電流密度30A/ mm2，銅皮最大通流能力按25℃ 50A/ mm2 估算。 【2】、依據(jù)IPC-2221標(biāo)準(zhǔn)，PCB過孔載流能力與過孔直徑、孔壁銅厚、溫升有關(guān)。通過Saturn PCB Design Toolkit或過孔載流能力在線計(jì)算工具，都可計(jì)算如過孔載流能力等數(shù)據(jù)。在溫升和板厚一定的條件下, 過孔的載流量正比于過孔的直徑。過孔的載流能力，常規(guī)情況下鍍銅厚度IPC2級或者IPC3級標(biāo)準(zhǔn)一般為0.8mil(約20um)到1mil(約25um)，電流總是走最近，電阻最小的通道，并不是每個過孔都是走平均的電流，而是最近的，線路最短的過孔電流最大，太小的話，過孔會過載。過孔多散熱好，可以改善電流密度過大的情況，但未必越多越好。具體建議通過仿真來指導(dǎo)添加過孔陣列。

電源回流路徑短的地方，導(dǎo)體阻抗低的地方密度會大些。過孔載流能力主要取決于過孔的大小和孔銅厚，電鍍銅為純銅，可以按過孔截面積粗略計(jì)算，一平方毫米可以按15A計(jì)算

判定標(biāo)準(zhǔn)為在電阻率不變的情況下，導(dǎo)體的電流密度越大，其發(fā)熱量越大。單個孔徑10mil的過孔可承載1A的電流大小，，載流能力增大的速度低于孔徑變大或溫度變高的速度。

Intel給出過孔電流小于2A，過孔電流密度小于100A/mm2。均勻排列的過孔，電流并非均勻通過，因此要優(yōu)化回流路徑；局部鋪銅的電流密度不宜偏高，要結(jié)合疊層、損耗和壓降等因素具體優(yōu)化。Layout設(shè)計(jì)與檢查至關(guān)重要。

用電端的載流能力，過孔的高度，孔徑大小，一般來說8/16，基本是2A