最后编辑于: 2014-02-18 11:59 | 分类: 电子 | 标签: | 浏览数: 2819 | 评论数: 0
PCB的电流负载能力原则上取决于布线(trace)的铜泊断面的截面积与温升，但截面积又与线路的宽度及厚度正相关，只是电流负载能力是否跟铜线截面积成正比可能就不一定了？
假设在同样10°C温升的条件下，一条10mils线宽的1oz走线(trace)可以承受1Amp的电流，我们应该可以很肯定50mils线宽的走线可以承受比1Amp更大的电流，但会是倍数关系的5Amps吗？答案似乎是否定的。这里先参考MIL-STD-275表格，其可承受的最大电流其实只有2.6Amps而已喔。
(数据来源：MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic Equipment，线宽单位：Inch)
依照 IPC-2221 第6.2节(Conductive Material Requirements)的说明，电路板上的最大电流载流能力(Current Carrying Capacity)又可以被分成内层线路与外层线路两种，而且内层线路的最大电流载流能力被设定为只有外层线路的一半。这里节录 IPC-2221 的图表6-4以说明外层线路(External conductors)与内层线路(Internal Conductors)的铜箔截面积、温升、与最大电流载流能力的关系。
另外，有人很聪明的将上述图表PCB线路对电流的承载能力的关系归纳出了一个公式，这个公式可以大致上用来取代查表所得：
I = K△T0.44A0.75
（有网友质疑这个△T温差解释可能有问题，目前正在研究澄清中，如果有经验的朋友也请不吝释教。现在已经有作过修改，如果还是有不妥的地方还请指正。）
▲IPC-2111图表6.4, External Conductors铜箔截面积、温度与最大载流能力的关系。
▲IPC-2111图表6.4, Internal Conductors铜箔截面积、温度与最大载流能力的关系。
拜电脑网路发达之赐，现在网路上有着许多的网站提供上述的计算式，只要在网站上填入需易的电流、铜箔重量，就可以求出想要的铜箔走线的内层及外层线路宽度了。这里有两个网站可以试看看：
虽然说现在已经有公式可以直接计算铜箔的最大电流负载能力，但在实际设计线路时可不会只有这么单纯。因为Trace的电流负载能力不只与铜箔截面积及温度有关，其他如线路上元器件的多寡、焊盘以及通孔(vias)都有直接的关系。
在焊垫(盘)较多的线段，在过炉后有吃锡的那段线路，其电流承载能力就会大大的增加，相信很多人应该都有看过一些大电流板中焊垫与焊垫之间某段线路被烧燬的情形，道理很简单，这是因为焊盘上多了焊锡的原故，也就是增加了线路上可以承受电流的面积，而焊垫与焊垫之间的线路并没有任何的改变，因此在电源刚启动，或是电路上执行指令变换时，都很有机会造成电流瞬间波浪(Surge)过大，这时候就很容易烧断焊垫与焊垫之间电流承载能力较弱的线路。
解决的方法，可以增加导线的宽度，如果板子不能允许增加导线的宽度，也可以考虑在容易烧毁的线路上打开绿油(solder mask)，并利用SMT的制程加印锡膏(solder paste)，经过reflow以后就可以增加导线的厚度，也就增加了电流承载的能力。