現(xiàn)階段印制電路板（PCB板）的主要材料是FR4的敷銅板，銅純度不低99.8%的銅箔實(shí)現(xiàn)著各個(gè)元器件之間平面上的電氣連接，鍍通孔（即VIA）實(shí)現(xiàn)著相同信號(hào)銅箔之間空間上的電氣連接。

但是對(duì)于如何來(lái)設(shè)計(jì)銅箔的寬度，如何來(lái)定義VIA的孔徑，我們一直憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。

為了使layout設(shè)計(jì)更合理和滿足需求，對(duì)不同線徑的銅箔進(jìn)行了電流承載能力的測(cè)試，用測(cè)試結(jié)果作為設(shè)計(jì)的參考。 

影響電流承載能力因素分析

產(chǎn)品PCBA不同的模塊功能，其電流大小也不同，那么我們需要考慮起到橋梁作用的走線能否承載通過(guò)的電流。決定電流承載能力的因素主要有：

銅箔厚度、走線寬度、溫升、鍍通孔孔徑。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還需要考慮產(chǎn)品使用環(huán)境、PCB板制造工藝、板材質(zhì)量等。

銅箔厚度

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，根據(jù)產(chǎn)品成本以及在該產(chǎn)品上的電流狀態(tài)，定義PCB的銅箔厚度。

一般對(duì)于沒(méi)有大電流的產(chǎn)品，可以選擇表（內(nèi)）層約17.5μm厚度的銅箔：

• 如果產(chǎn)品有部分大電流，板大小足夠，可以選擇表（內(nèi)）層約35μm厚度的銅箔；

• 如果產(chǎn)品大部分信號(hào)都為大電流，那么必須選（內(nèi)）層約70μm厚度的銅箔。

   

  對(duì)于兩層以上的PCB板，如果表層和內(nèi)層銅箔使用相同厚度，相同線徑走線的承載電流能力，表層大于內(nèi)層。

  
  以PCB板內(nèi)外層均使用35μm銅箔為例：內(nèi)層線路蝕刻完畢后便進(jìn)行層壓，所以內(nèi)層銅箔厚度是35μm。

   

  外層線路蝕刻完畢后需要進(jìn)行鉆孔，由于鉆孔后孔不具有電氣連接性能，需要進(jìn)行化學(xué)鍍銅，此過(guò)程是全板鍍銅，所以表層銅箔會(huì)鍍上一定厚度的銅，一般約25μm~35μm之間，因此外層實(shí)際銅箔厚度約為52.5μm~70μm。

   

  敷銅板供應(yīng)商的能力不同，銅箔均勻度會(huì)有不同，但差異不大，所以對(duì)載流的影響可以忽略。

   

   走線寬度

  
  產(chǎn)品在銅箔厚度選定后，走線寬度便成為載流能力的決定性因素。

  
  走線寬度的設(shè)計(jì)值和蝕刻后的實(shí)際值有一定的偏差，一般允許偏差為+10μm/-60μm。由于走線是蝕刻成型，在走線轉(zhuǎn)角處會(huì)有藥水殘留，所以走線轉(zhuǎn)角處一般會(huì)成為最薄弱的地方。

   

  這樣，在計(jì)算有轉(zhuǎn)角走線的載流值時(shí)，應(yīng)將在直線走線上測(cè)得的載流值基礎(chǔ)上，乘以（W-0.06）/W（W為走線線寬，單位為mm）。

   溫升

  
  PCB的走線上通過(guò)持續(xù)電流后會(huì)使該走線發(fā)熱，從而引起持續(xù)溫升，當(dāng)溫度升高到基材TG溫度或高于TG溫度，那么可能引起基材起翹、鼓泡等變形，從而影響走線銅箔與基材的結(jié)合力，走線翹曲形變導(dǎo)致斷裂。 

• PCB板的走線上通過(guò)瞬態(tài)大電流后，會(huì)使銅箔走線最薄弱的地方短時(shí)間來(lái)不及向環(huán)境傳熱，近似絕熱系統(tǒng)，溫度急劇升高，達(dá)到銅的熔點(diǎn)溫度，將銅線燒毀。

   

  2.4 鍍通孔孔徑

  
  鍍通孔通過(guò)電鍍?cè)谶^(guò)孔孔壁上的銅來(lái)實(shí)現(xiàn)不同層之間的電氣連接，由于為整板鍍銅，所以對(duì)于各個(gè)孔徑的鍍通孔，孔壁銅厚均相同。不同孔徑鍍通孔的載流能力取決于銅壁周長(zhǎng)。