最大通过载流能力 pcb

电器工程 电路板 pcb设计 通过
2022-01-27 23:35:09

据我所知,最大电流存在限制,一个 pcb 通孔在其熔化之前可以承受,然后通孔的温度上升到高于环境的不可接受的高度(根据应用,比环境高 10-100 摄氏度)。

通过 pcb 通孔的最大电流(或电流密度)的标准值或经验法则是什么?

PS:这个问题是关于直流的,但也欢迎任何关于高频电流的额外考虑(如果有的话)。

4个回答

取决于孔直径和孔的内镀层厚度。

例如,镀层厚度为 20um、直径为 0.6mm 的标准过孔允许 2.5ADC。

您可以自己计算: http ://circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator/

通孔熔化意味着它变得非常热。铜的熔点为 1085 °C,因此这不是限制因素。糟糕的事情发生在这之下:

  1. 将铜固定在板上并将电路板固定在一起的环氧树脂变成糊状。

  2. 即使过孔和电路板可能需要 1000°C,硅在 150°C 左右也不再是半导体。在 1000 °C 附近将有一个显着区域,即 150 °C 或更高。并且,某些 IC 和其他部件的额定温度可能仅为 80 °C 左右。

  3. 将 PC 板上的一小部分温度保持在 1000°C 以上也需要很大的功率。电路可能无法接受这种功率损耗。

  4. 过孔上的电压降对于消耗达到铜熔化温度所需的功率非常重要。该电压降可能会给期望过孔像电线一样的电路带来问题。

要了解您的过孔的特性,请咨询您的董事会。他们应该能够告诉您对环境的电阻和热阻。从这些你可以计算出其他特征。

Advanced Circuits 曾经使用计算器进行良好的在线跟踪,如果我没记错的话,其中包括通孔。

由于其他人已经涵盖了您问题的直流电流部分,因此我将添加一些关于为高频电流设计通孔的内容:

  1. 用接地层包围过渡通孔,最好用 GND 通孔包围。这为您的信号形成了一个“同轴”过渡结构。
  2. 如果可能,在 EM 模拟器中模拟转换,例如 Keysight ADS 或 Ansys HFSS。
  3. 通过反钻 ($)、使用盲孔($$ + 多个层压循环)或不让过孔终止于外层,避免过孔中出现短截线。反钻通常是终止于内部层的通孔最常用的方法,因此如果可能,您希望将短截线长度保持在工作频率的四分之一波长以下,因为如果短截线是四分之一波长,则信号会从其反射与您的主信号相差 180 度。

您可以通过使用两端的走线来“冷却”通孔以去除热量并将热量排放到平面中,或者只是将热量沿着走线移走。

如果 Via 顶部的走线左右偏离,您将在顶部获得两倍的冷却效果。底部同上

最好的情况:平面之间的走线连接,没有热释放(不需要焊接),然后你有 8*2 路径让热量从那个通孔中传播出去,生活是美好而凉爽的。画一个 3 x 3 的网格,中间有通孔,注意 8 条路径(每条路径与通孔大小相同,因此 70 度/瓦)热量将用于退出通孔。8 条路径产生 70/8 = 9 分/瓦。而且你有两架飞机来散热。现在画 5 x 5、7 x 7、9 x 9。

过孔中点的热阻是多少(通过 FR-4 环氧树脂玻璃纤维的中途?每个方向 70 度/2,或每个方向 35 度。或 35 与 35 平行,或 17 度/瓦,如果可以倾倒的话两端热成平面。

标准的 1 盎司每英尺^2 箔(35 微米,1.4 密耳)对于任何尺寸的箔,每平方箔每瓦的温度为 70 摄氏度。拿一个四边形垫,画一些正方形