PCB走线与过孔的电流承载能力
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一.过孔的承载电流PCB上的传输线铜箔,其厚度一般为1.2mil(30um)左右,而过孔内的铜箔厚度,一般都大于2mil,所以展开看,铜箔厚度大于传输线。
而传输线打过孔时,传输线宽度一定会小于过孔直径,所以过孔的铜箔宽度也会显著的大于传输线宽度。
对传输线铜箔而言,厚度为35um时,20mil线宽可通过电流是1.35A。
因此,对于信号过孔,承载电流能力的瓶颈不在过孔上面,而是在传输线上面。
对于电源过孔,一般的经验是1A对应一个过孔(Via10,Via12),如果以更安全的角度来看,一个(Via10,Via12)的过孔通过电流600mA是绝对安全的,一个(Via20)的过孔通过电流1A是绝对安全的。
二.过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为H,板基材介电常数为ε,则:过孔的寄生电容大小公式为:(近似)C=1.41εHD1/(D2-D1)其中参数的单位是(H:inch, D1/D2:inch, 计算结果单位pF)寄生电容引起的信号上升时间变量值公式:T (10%-90%)=2.2C(Z0/2)计算结果为ps.从计算公式可以看出:过孔的寄生电容与过孔内径无关,与板厚成正比,与过孔外径成正比。
也就是说,过孔外径越大,寄生电容越大;板厚越大,寄生电容越大;与地层的绝缘距离设的越大,寄生电容越小。
过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。
举例来说,对于一块厚度为50mil 的PCB 板,如果使用内径为10mil ,焊盘直径为20mil 的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF ,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。
线宽过孔与电流关系总结归纳Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】Trace&Via的载流能力1.叠层结构同为叠层----4层Intel推荐叠层2.线宽与电流关系一、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(不确定的话可以问PCB厂家)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。
1盎司=0.0014英寸=0.0356毫米(mm)2盎司=0.0028英寸=0.0712毫米(mm)盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为pcb的敷铜厚度是盎司/平方英寸"也可以使用经验公式计算:0.15×线宽(W)=A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i.用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。
ii.在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1OZ铜厚的定义为1平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。
算例: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CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。
但是对于CAD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=25.4millimetres毫米)1oz.铜=35微米厚,2oz.=70微米厚,1OZ=0.035mm1mil.=10-3inchTraceCarryingCapacitypermilstd275实验中还得考虑导线长度所产生的线电阻所引起的压降。
Trace&Via的载流能力1.叠层结构同为叠层----4层Intel推荐叠层2.线宽与电流关系一、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(不确定的话可以问PCB厂家)它乘上线宽就是截面1盎司=0.0014英寸=0.0356毫米(2盎司=0.0028英寸=0.0712毫米(也可以使用经验公式计算:0.15×iii1OZ铜厚的定义为1平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;算例: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CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。
但是对于CAD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=25.4millimetres毫米)1oz.铜=35微米厚,2oz.=70微米厚,1OZ=0.035mm1mil.=10-3inchTraceCarryingCapacitypermilstd275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。
1OZ铜,1mm宽,一般作1-3A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.50mil1oz温升1060度(即铜熔点),电流是22.8AAWG:(AmericanWireGauge)美国线材规格2.过孔通流能力PCB过孔的载流能力可以近似等效成PCB表层走线的计算方法:I=0.048T0.44A0.75其中A=PI*(D+T)*T;其中D为孔内径,T为孔的沉铜厚度,T一般为20um。
一.过孔的承载电流PCB上的传输线铜箔,其厚度一般为1.2mil(30um)左右,而过孔内的铜箔厚度,一般都大于2mil,所以展开看,铜箔厚度大于传输线。
而传输线打过孔时,传输线宽度一定会小于过孔直径,所以过孔的铜箔宽度也会显著的大于传输线宽度。
对传输线铜箔而言,厚度为35um时,20mil线宽可通过电流是1.35A。
因此,对于信号过孔,承载电流能力的瓶颈不在过孔上面,而是在传输线上面。
对于电源过孔,一般的经验是1A对应一个过孔(Via10,Via12),如果以更安全的角度来看,一个(Via10,Via12)的过孔通过电流600mA是绝对安全的,一个(Via20)的过孔通过电流1A是绝对安全的。
二.过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为H,板基材介电常数为ε,则:过孔的寄生电容大小公式为:(近似)C=1.41εHD1/(D2-D1)其中参数的单位是(H:inch, D1/D2:inch, 计算结果单位pF)寄生电容引起的信号上升时间变量值公式:T(10%-90%) =2.2C(Z0/2)计算结果为ps.从计算公式可以看出:过孔的寄生电容与过孔内径无关,与板厚成正比,与过孔外径成正比。
也就是说,过孔外径越大,寄生电容越大;板厚越大,寄生电容越大;与地层的绝缘距离设的越大,寄生电容越小。
过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。
举例来说,对于一块厚度为50mil的PCB板,如果使用内径为10mil,焊盘直径为20mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。
pcb过孔电流能力PCB过孔电流能力是指PCB板上的过孔(即通孔)所能承受的最大电流。
在电子产品中,过孔通常用于连接不同层或不同面的电路,以实现电路的连接和信号传输。
过孔电流能力的大小直接影响着PCB板的稳定性和可靠性,因此在PCB设计和制造过程中,需要对过孔电流能力进行合理的评估和考虑。
要评估PCB过孔电流能力,首先需要了解过孔的结构和特点。
过孔一般由铜壳和填充材料构成,其内部通过电解铜或电镀铜的方式与其他层或面的电路连接。
过孔的直径和长度通常会根据设计要求来确定,而过孔电流能力则会受到过孔直径、长度、填充材料以及周围环境的影响。
过孔直径是影响过孔电流能力的重要因素之一。
过孔直径越大,其承载的电流能力就越高。
因为过孔直径较大时,其表面积也会增大,从而能够更好地承受电流的通过。
因此,在设计PCB板时,需要根据电路的电流要求合理选择过孔直径,以确保过孔能够承受所需的电流。
过孔长度也会对过孔电流能力产生影响。
过孔长度越长,其电阻就会越大,从而导致通过的电流产生更大的电压降。
因此,在设计过程中,需要根据电路的电流要求和电阻的限制来选择过孔长度,以确保过孔能够承受所需的电流而不产生过大的电压降。
填充材料是影响过孔电流能力的另一个关键因素。
常见的填充材料有导电胶、热固性树脂等。
导电胶能够提高过孔的电导率,从而增强过孔的电流能力。
而热固性树脂则能够提供过孔的绝缘性能,以避免过孔导致的短路问题。
在选择填充材料时,需要根据具体的应用要求和设计需求来确定合适的材料。
周围环境也会对过孔电流能力产生一定的影响。
例如,过孔所处的温度、湿度等环境因素都会影响过孔的导电性能和绝缘性能。
因此,在设计和制造PCB板时,需要考虑到实际的工作环境,以确保过孔能够在各种环境条件下正常工作。
除了上述因素外,还有一些其他因素也会对PCB过孔电流能力产生影响。
例如,过孔之间的距离、过孔与其他元器件之间的间距等都会影响过孔的热量散发和电流分布情况,从而影响其电流能力。
PCB布线线宽和承载电流在PCB布线的时候,一个很重要的问题是需要保证布线线宽取值恰当,以使能够满足电流需求。
摘录<<电子电路抗干扰实用技术>>(国防工业出版社, 毛楠孙瑛96.1第一版):“由于敷铜板铜箔厚度有限,在需要流过较大电流的条状铜箔中,应考虑铜箔的载流量问题. 仍以典型的0.03mm 厚度的为例,如果将铜箔作为宽为W(mm),长度为L(mm)的条状导线, 其电阻为0.0005*L/W 欧姆. 另外,铜箔的载流量还与印刷电路板上安装的元件种类,数量以及散热条件有关. 在考虑到安全的情况下, 一般可按经验公式0.15*W(A)来计算铜箔的载流量”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(不确定的话可以问PCB厂家)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.把它乘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 。
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CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断.但是对于CAD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。
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。
关于PCB线宽和电流的经验公式,关系表和软件网上都很多,本文把网上的整理了一下,旨在给广大工程师(当然包括自己啦)在设计P CB板的时候提供方便。
PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系以下总结了网上八种电流与线宽的关系公式,表和计算公式,虽然各不相同(大体相近),但大家可以在实际的PCB板设计中,综合考虑PCB 板的大小,通过电流,选择一个合适的线宽。
一、PCB电流与线宽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CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。
但是对于CAD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。
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。
请看以下来来自国际权威机构提供的数据:供的数据:线宽的单位是:Inch(1inch=2.54cm=25.4mm)数据来源:MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic Equipment二、PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系在了解PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系之前先让我们了解一下PCB 敷铜厚度的单位盎司、英寸和毫米之间的换算:"在很多数据表中,PCB 的敷铜厚度常常用盎司做单位,它与英寸和毫米的转换关系如下:1 盎司 = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米(mm)2 盎司 = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米(mm)盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为pcb的敷铜厚度是盎司/平方英寸"PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系表也可以使用经验公式计算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另外导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘的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。
pcb走线过电流能力【原创实用版】目录1.PCB 走线过电流能力的定义2.PCB 走线过电流的影响因素3.PCB 走线过电流的解决方案4.PCB 走线过电流的注意事项正文一、PCB 走线过电流能力的定义PCB 走线过电流能力是指印刷电路板(PCB)中的走线在通过电流时,所能承受的最大电流值。
走线过电流能力是评估 PCB 设计质量和可靠性的重要指标之一。
在实际应用中,如果走线过电流能力不足,可能导致线损、发热、短路等故障,影响设备的正常运行。
二、PCB 走线过电流的影响因素1.走线宽度:走线宽度是影响过电流能力的主要因素。
一般来说,走线宽度越宽,过电流能力越强。
2.走线厚度:走线厚度也会影响过电流能力。
厚度越大,承受电流的能力越强。
3.铜箔厚度:铜箔厚度是影响走线过电流能力的关键因素。
铜箔越厚,走线过电流能力越强。
4.绝缘层厚度:绝缘层厚度对走线过电流能力有一定影响。
绝缘层越厚,过电流能力越强。
5.环境温度:环境温度对走线过电流能力有影响。
温度越高,过电流能力越低。
三、PCB 走线过电流的解决方案1.优化走线设计:增加走线宽度、厚度和铜箔厚度,以提高过电流能力。
2.选择合适的绝缘材料:选用具有较高耐热性和耐腐蚀性的绝缘材料,以提高绝缘层的可靠性。
3.降低环境温度:采取散热措施,降低设备工作环境温度,以提高走线过电流能力。
4.实时监测:对设备运行状态进行实时监测,确保设备工作在安全范围内。
四、PCB 走线过电流的注意事项1.在设计阶段,要充分考虑设备的工作电流和短时过电流,合理设定走线过电流能力。
2.在生产过程中,要注意走线的质量和可靠性,确保走线尺寸和绝缘层的一致性。
mA(毫安)另有A(安,全称安培),μA(微安)1A=1000mA,1mA=1000μA1A (安培) =40 mil常温下12mil/20mil的埋孔(孔壁厚13um)最低通流大约是300mA,4mil/12mil(孔壁厚10um)的盲孔为250mA.每层的过孔通流要依据铜厚来计算。
长度单位1um(1微米)=0.001mm(0.001毫米)PCB板铜箔载流量铜箔厚度 70um 50um 35um铜箔宽度2.50mm(98.4mil) 6.00A 5.10A 4.50A2.00mm(78.7mil) 5.10A 4.30A 4.00A1.50mm(59.0mil) 4.20A 3.50A 3.20A1.20mm(47.2mil) 3.60A 3.00A2.70A1.00mm(39.4mil) 3.20A2.60A 2.30A0.80mm(31.5mil) 2.80A 2.40A 2.00A0.60mm(19.7mil) 2.30A 1.90A 1.60A0.50mm(11.8mil) 2.00A 1.70A 1.35A0.40mm(15.7mil) 1.70A 1.35A 1.10A0.30mm(11.8mil) 1.30A 1.10A 0.80A0.20mm(7.87mil) 0.90A 0.70A 0.55A0.15mm(5.90mil) 0.70A 0.50A 0.20A注: 用铜皮作导线通过大电流时铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。
1、由于敷铜板铜箔厚度有限,在需要流过较大电流的条状铜箔中,应考虑铜箔的载流量问题。
仍以典型的0.03mm 厚度的为例,如果将铜箔作为宽为W(mm),长度为L(mm)的条状导线, 其电阻为0.0005*L/W 欧姆。
另外,铜箔的载流量还与印刷电路板上安装的元件种类,数量以及散热条件有关。
2、一般PCB板的铜箔厚度为35um,线条宽度为1mm时,那末线条的横切面的面积为0.035平方毫米,通常取电流密度30A/平方毫米,所以,每毫米线宽可以流过1A电流。
pcb走线载流能力标准在我们讨论PCB走线的载流能力之前,首先需要了解一些基本概念。
PCB,即印刷电路板,是电子设备中不可或缺的组成部分。
走线则是PCB上用于连接各个电子元件的导线。
载流能力指的是走线在承受电流时不会出现热失控或损坏的最大电流值。
本文将探讨PCB走线的载流能力标准,并提出一些提高载流能力的措施。
载流能力的影响因素主要有以下几点:1.走线的材料:不同材料的走线载流能力差异较大。
一般来说,铜的导电性能最好,所以铜走线的载流能力较高。
2.走线的宽度:走线越宽,电流通过的面积越大,载流能力越高。
但在实际设计中,需要权衡走线的宽度和布局的紧凑程度。
3.走线的厚度:走线厚度越大,载流能力越高。
但过厚的走线可能会影响PCB的散热性能。
4.环境温度:环境温度对走线的载流能力有较大影响。
温度越高,走线的电阻越大,载流能力降低。
根据我国相关标准,以下为PCB走线载流能力的推荐值:1.常规走线(如电源线、信号线等):不低于1A/mm2.高电流走线(如电机控制线、大功率设备线等):不低于2A/mm为了提高PCB走线的载流能力,可以采取以下措施:1.选择合适的材料:使用铜材质的走线可以提高载流能力。
2.优化走线宽度:在保证布局紧凑的前提下,适当增加走线宽度,以提高载流能力。
3.控制环境温度:在使用过程中,注意散热,降低环境温度对走线载流能力的影响。
4.采用多层走线:在高层数的PCB中,采用多层走线可以减小走线电阻,提高载流能力。
5.合理布局:避免走线交叉、紧密排列,以降低走线间的电阻和热量产生。
总之,了解PCB走线的载流能力标准和影响因素,有助于我们更好地进行电子设备设计和使用。