PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系

FragranceM · 发表于 2010-2-26 07:07:02

这些天在公司都在画PCB，突然想到应该去了解下电流与线宽的联系，因此我在网上找些资料，这个蛮不错的！在此和大家分享啦！
一、计算方法如下：
先计算Track的截面积，大部分PCB的铜箔厚度为35um（即 1oz）它乘上线宽就是截面积，注意换算成平方毫米。有一个电流密度经验值，为15~25安培/平方毫米。把它称上截面积就得到通流容量。
I=KT0.44A0.75
（K为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048
T为最大温升，
单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃
)
A为覆铜截面积，单位为平方MIL(不是毫米mm，注意是
square mil.)
I为容许的最大电流，单
位为安培(amp)
一般 10mil=0.010inch=0.254可为 1A，250MIL=6.35mm, 为 8.3A
二、数据:
PCB
载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式，经验丰富工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于新手，不可谓遇上一道难题。

PCB的载流能力取决与以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、容许温升。大家都知道，PCB走线越宽，载流能力越大。在此，请告诉我：假设在同等条件下，10MIL的走线能承受1A，那么50MIL的走线能承受多大电流，是5A吗？答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据：
线宽的单位是：Inch （inch 英寸=25.4 millimetres 毫米）1 oz.铜=35微米厚，2 oz.=70微米厚, 1 OZ =0.035mm ，1mil.=10-3inch.
实验中还得考虑导线长度所产生的线电阻所引起的压降。工艺焊所上的锡只是为了增大电流容量，但很难控制锡的体积。1 OZ铜，1mm宽，一般作 1 - 3 A电流计，具体看你的线长、对压降要求。
最大电流值应该是指在温升限制下的最大允许值，熔断值是温升到达铜的熔点的那个值。Eg. 50mil 1oz 温升1060度(即铜熔点)，电流是22.8A。
PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系表
铜厚/35um铜厚/50um铜厚/70um
电流(A)线宽(mm)电流(A)线宽(mm)电流(A)线宽(mm)
4.52.55.12.562.5
424.32.55.12
3.21.53.51.54.21.5
2.71.231.23.61.2
3.212.612.31
20.82.40.82.80.8
1.60.61.90.62.30.6
1.350.51.70.520.5
1.10.41.350.41.70.4
0.80.31.10.31.30.3
0.550.20.70.20.90.2
0.20.150.50.150.70.15
也可以使用经验公式计算:0.15×线宽(W)=A
以上数据均为温度在25℃下的线路电流承载值.
导线阻抗:0.0005×L/W(线长/线宽)
电流承载值与线路上元器件数量/焊盘以及过孔都直接关系
　　导线的电流承载值，与导线线的过孔数量、焊盘，存在的直接关系（目前没有找到焊盘和过孔孔径每平方毫米对线路的承载值影响的计算公式，有心的朋友可以自己去找一下，个人也不是太清楚，不在说明），这里只做一下简单的一些影响到线路电流承载值的主要因素。
　　1、在表格数据中所列出的承载值是在常温25度下的最大能够承受的电流承载值，因此在实际设计中还要考虑各种环境、制造工艺、板材工艺、板材质量等等各种因素。所以表格提供只是做为一种参考值。
2、在实际设计中，每条导线还会受到焊盘和过孔的影响。
如焊盘较多的线段，在过锡后，焊盘那段它的电流承载值就会大大增加了，可能很多人都有看过一些大电流板中焊盘与焊盘之间某段线路被烧毁。这个原因很简单，焊盘过锡完后，因为有元件脚和焊锡，增强了其那段导线的电流承载值，而焊盘与焊盘之间的铜线，它
的最大电流承载值，为导线宽度允许最大的电流承载值。因此在电路瞬间波动的时候，就很容易烧断焊盘与焊盘之间那一段线路。
　最后说明：电流承载值数据表只是一个绝对参考数值，在不做大电流设计时，按表中所提供的数据再增加10%量就绝对可以满足设计要求。而在一般单面板设计中，以铜厚35um，基本可以于1比1的比例进行设计，也就是1A的电流可以以1mm的导线来设计，也就能够满足要求了（以温度105度计算）。