还记得在大学时参加飞思卡尔智能车比赛的经历,我制作了一块板子。然而由于电源走线过细的原因,一上电就导致线路直接烧断了,只能通过外部飞线来代替。
现在上班了,公司使用的PCB通常有6层、8层、10层,摆放部件非常紧密,空间非常有限。有时为了能够走粗一点的线路,我们不断地压缩空间。但有些时候,空间实在是不够,只能在布线时酌情降低线路的宽度。
根据经验,一般来说,当电流为1A时,线路的宽度应该为1mm。那么如果电流是10A,是不是线路的宽度就应该为10mm呢?
如果PCB的空间足够大,那当然可以按照这个标准走线,而且在某些情况下,大电流走线越粗越好。但在多层PCB中,特别是在空间有限的情况下,10mm的线路可能根本就无法布线。
在PCB中,铜箔的厚度通常以“OZ”为单位,1OZ表示将1OZ重量的铜均匀平铺在1平方英尺(FT2)的面积上所达到的厚度,即1OZ=35um=0.035mm。
一般PCB的铜厚度有三种尺寸,分别是0.5OZ、1OZ和2OZ,主要用于消费类和通讯类产品。而厚铜(3OZ)则较少见,主要用于大电流和高压的电源产品上。
对于我们常用的多层板来说,通常表层的铜厚度为1OZ,而内层的铜厚度为0.5OZ。当然具体的铜厚度还可以咨询PCB制作厂家。
线宽的计算公式
PCB的载流能力主要和线宽、线厚(铜箔厚度)以及温升有关系,线宽越大,载流能力越强。
走线参数示意图
国际通用PCB制作标准IPC-2221规范给出的线宽计算公式为:
其中公式中参数含义为:
1、I为容许通过的最大电流,单位为安培A;
2、0.024和0.048为修正系数,一般用K表示,内层走线,K=0.024,表层走线,K=0.048;
3、dT为最大温升,单位为摄氏度℃,常见的是10和20;
4、A为走线截面积,截面积等于铜厚乘以线宽,单位为平方mil;
根据公式即可计算出对应电流需要走多宽的线,但是计算比较麻烦,网上有很多计算工具,软件算法也是执行IPC-2221标准规范。
**▉ ProPCB PCB设计助手计算****
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我在网上找了三个工具,计算出来的结果都差不多,其中两个是一样的。
载流10A,最大温升10℃,环境温度25℃,铜厚1OZ,走线长度10mm,计算得出的走线宽度:内层18.71mm,表层走线7.19mm,我用公式计算了一遍,结果是一样的。
同时ProPCB设计助手也支持计算过孔数量,主要和过孔内径、过孔铜厚有关,在这里不做过多的叙述。
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