pcb線寬與電流的關(guān)系計算 - 全文

　　一、計算方法如下

　　先計算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。 有一個電流密度經(jīng)驗值，為15~25安培/平方毫米。把它稱上截面積就得到通流容量。 I=KT0.44A0.75 （K為修正系數(shù)，一般覆銅線在內(nèi)層時取0.024，在外層時取0.048T為最大溫升，單位為攝氏度（銅的熔點是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

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　　不同厚度不同寬度的銅箔的載流量見下表：

　　銅皮厚度35um 銅皮厚度50um 銅皮厚度70um 銅皮t=10 銅皮t=10 銅皮t=10

　　注1 ：用銅皮作導(dǎo)線通過大電流時銅箔寬度的載流量應(yīng)參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮再看看摘自《《電子電路抗干擾實用技術(shù)》》（國防工業(yè)出版社， 毛楠孫瑛96.1第一版）的經(jīng)驗公式， 以下原文摘錄：

　　“由于敷銅板銅箔厚度有限，在需要流過較大電流的條狀銅箔中，應(yīng)考慮銅箔的載流量問題。仍以典型的0.03mm 厚度的為例，如果將銅箔作為寬為W（mm），長度為L（mm）的條狀導(dǎo)線， 其電阻為0.0005*L/W 歐姆。 另外，銅箔的載流量還與印刷電路板上安裝的元件種類，數(shù)量以及散熱條件有關(guān)。 在考慮到安全的情況下， 一般可按經(jīng)驗公式0.15*W（A）來計算銅箔的載流量。

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　　PCB電路板銅皮寬度和所流過電流量大小的計算方法：

　　一般PCB板的銅箔厚度為35um，線條寬度為1mm時，那末線條的橫切面的面積為0.035平方毫米，通常取電流密度30A/平方毫米，所以，每毫米線寬可以流過1A電流。

　　PC275-A的標準上有計算公式。同溫升，銅箔厚度，A有關(guān)。

　　I = 0.0150（DT 0.5453）（A 0.7349） for IPC-D-275 Internal Traces

　　I = 0.0647（DT 0.4281）（A 0.6732） for IPC-D-275 External Traces

　　二、數(shù)據(jù)

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

　　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。在此，請告訴我：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。請看以下來自國際權(quán)威機構(gòu)提供的數(shù)據(jù)：線寬的單位是：Inch （inch 英寸=25.4 millimetres 毫米）1 oz.銅=35微米厚，2 oz.=70微米厚， 1 OZ =0.035mm 1mil.=10-3inch. Trace Carrying Capacity per mil std 275

　　三、實驗

　　實驗中還得考慮導(dǎo)線長度所產(chǎn)生的線電阻所引起的壓降。工藝焊所上的錫只是為了增大電流容量，但很難控制錫的體積。1 OZ銅，1mm寬，一般作 1 - 3 A電流計，具體看你的線長、對壓降要求。

　　最大電流值應(yīng)該是指在溫升限制下的最大允許值，熔斷值是溫升到達銅的熔點的那個值。Eg. 50mil 1oz 溫升1060度（即銅熔點），電流是22.8A。

　　四、PCB設(shè)計銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系

　　在了解PCB設(shè)計銅鉑厚度、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)化為毫米是因為pcb的敷銅厚度是盎司/平方英寸”

　　PCB設(shè)計銅鉑厚度、線寬和電流關(guān)系表

　　導(dǎo)線的電流承載值與導(dǎo)線線的過孔數(shù)量焊盤存在的直接關(guān)系（目前沒有找到焊盤和過孔孔徑每平方毫米對線路的承載值影響的計算公式，有心的朋友可以自己去找一下，個人也不是太清楚，不在說明）這里只做一下簡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，因此在實際設(shè)計中還要考慮各種環(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、在實際設(shè)計中，每條導(dǎo)線還會受到焊盤和過孔的影響，如焊盤教多的線段，在過錫后，焊盤那段它的電流承載值就會大大增加了，可能很多人都有看過一些大電流板中焊盤與焊盤之間某段線路被燒毀，這個原因很簡單，焊盤因為過錫完后因為有元件腳和焊錫增強了其那段導(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的時候，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）這樣在過錫過后，這條1mm的導(dǎo)線就可以看做一條1.5mm~2mm導(dǎo)線了（視導(dǎo)線過錫時錫的均勻度和錫量），如下圖：

　　像此類處理方法對于那些從事小家電PCB Layout的朋友并不陌生，因此如果過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。而這點在單面大電流板中有為重要。

　　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。因為如果焊盤在3mm以上管腳又在1.2以上，它在過錫后，這一點焊盤的電流就會增加好幾十倍，如果在大電流瞬間發(fā)生很大波動時，這整條線路電流承載能力就會十分的不均勻（特別焊盤多的時候），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焊盤與周邊線路電流承載值的均勻度。

　　最后在次說明：電流承載值數(shù)據(jù)表只是一個絕對參考數(shù)值，在不做大電流設(shè)計時，按表中所提供的數(shù)據(jù)再增加10%量就絕對可以滿足設(shè)計要求。而在一般單面板設(shè)計中，以銅厚35um，基本可以于1比1的比例進行設(shè)計，也就是1A的電流可以以1mm的導(dǎo)線來設(shè)計，也就能夠滿足要求了（以溫度105度計算）。

　　五、PCB設(shè)計時銅箔厚度，走線寬度和電流的關(guān)系

　　信號的電流強度。當(dāng)信號的平均電流較大時，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)計時銅箔厚度，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下表：

　　注：

　　i. 用銅皮作導(dǎo)線通過大電流時，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，對應(yīng)的物理厚度為35um；2OZ銅厚為70um。

　　六、經(jīng)驗公式

　　I=KT0.44A0.75

　　（K為修正系數(shù)，一般覆銅線在內(nèi)層時取0.024，在外層時取0.048

　　T為最大溫升，單位為攝氏度（銅的熔點是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