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文章出处：电子(zi)技术设计

 

关(guan)于pcb线宽和电流的经验公式，关系表和软件网上都很多，本文总结了八种电流与线宽的关系公式，表和计算公式，虽然各不相同，但大体上是相近的，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(zai)流能(neng)力的(de)(de)计算一直缺(que)乏权威的(de)(de)技术方法(fa)、公式，经(jing)(jing)验(yan)丰富(fu)CAD工程师依(yi)靠个(ge)人经(jing)(jing)验(yan)能(neng)作出较准确(que)的(de)(de)判(pan)断。但是(shi)对于CAD新(xin)手，不可谓遇上一道难(nan)题。

    PCB的(de)(de)载流能(neng)力取(qu)决与以下(xia)因素(su)：线宽(kuan)、线厚（铜箔厚度）、容(rong)许温升。大家都知道，PCB走线越宽(kuan)，载流能(neng)力越大。假(jia)设在(zai)同等条件下(xia)，10MIL的(de)(de)走线能(neng)承(cheng)受1A，那么50MIL的(de)(de)走线能(neng)承(cheng)受多大电流，是5A吗？答(da)案自(zi)然是否定的(de)(de)。请看以下(xia)来来自(zi)国际(ji)权(quan)威(wei)机构(gou)提供的(de)(de)数(shu)据：

    供的数据：

    线宽(kuan)的单位是：Inch（1inch=2.54cm=25.4mm）

    数(shu)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(hao)米（mm）

    2 盎司(si) = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫(hao)米（mm）

    盎司是重(zhong)量单位，之(zhi)所以可以转化为毫米是因(yin)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(yan)公(gong)式(shi)计算:0.15×线宽(W)=A

    以上数(shu)据均为温度(du)在25℃下的线路电流承载值.

    导线(xian)阻抗:0.0005×L/W(线长/线宽)

    另(ling)外(wai)，导线(xian)的(de)(de)电流承载(zai)值(zhi)与导线(xian)线(xian)的(de)(de)过(guo)孔(kong)数量(liang)焊盘(pan)的(de)(de)关系

    导线(xian)的(de)(de)电流(liu)承载(zai)值(zhi)(zhi)与(yu)导线(xian)线(xian)的(de)(de)过(guo)孔数量焊盘(pan)存在(zai)的(de)(de)直接关(guan)系（目前没有找(zhao)(zhao)到焊盘(pan)和过(guo)孔孔径每平方毫米(mi)对线(xian)路的(de)(de)承载(zai)值(zhi)(zhi)影响(xiang)的(de)(de)计(ji)算公式，有心(xin)的(de)(de)朋友(you)可以自己去找(zhao)(zhao)一下(xia)(xia)，个人也不是太清楚，不在(zai)说(shuo)明(ming)）这(zhei)里只做一下(xia)(xia)简单的(de)(de)一些影响(xiang)到线(xian)路电流(liu)承载(zai)值(zhi)(zhi)的(de)(de)主(zhu)要因素(su)。

    1、在表格数据中所(suo)列出(chu)的承(cheng)载值(zhi)是在常温25度下的最大能够承(cheng)受的电流承(cheng)载值(zhi)，因此(ci)在实际设计(ji)中还要考虑各种环境、制造工(gong)艺、板(ban)材(cai)工(gong)艺、板(ban)材(cai)质量(liang)等(deng)等(deng)各种因素。所(suo)以表格提供只是做为一(yi)种参考值(zhi)。

    2、在(zai)(zai)实际设计(ji)中，每条导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)还会受到焊(han)(han)(han)盘和过(guo)(guo)孔的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影响，如(ru)焊(han)(han)(han)盘教多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)段(duan)(duan)，在(zai)(zai)过(guo)(guo)锡后(hou)，焊(han)(han)(han)盘那(nei)段(duan)(duan)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)电流(liu)承(cheng)载(zai)值(zhi)(zhi)就会大大增加(jia)了(le)，可(ke)能(neng)很多人都(dou)有看过(guo)(guo)一(yi)(yi)些大电流(liu)板中焊(han)(han)(han)盘与焊(han)(han)(han)盘之(zhi)间某(mou)段(duan)(duan)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)路(lu)被烧(shao)毁(hui)，这(zhei)个原因(yin)很简单，焊(han)(han)(han)盘因(yin)为(wei)过(guo)(guo)锡完后(hou)因(yin)为(wei)有元件脚和焊(han)(han)(han)锡增强(qiang)了(le)其那(nei)段(duan)(duan)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)电流(liu)承(cheng)载(zai)值(zhi)(zhi)，而焊(han)(han)(han)盘与焊(han)(han)(han)盘之(zhi)间的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)盘它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大电流(liu)承(cheng)载(zai)值(zhi)(zhi)也就为(wei)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)宽度允(yun)许最大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)电流(liu)承(cheng)载(zai)值(zhi)(zhi)。因(yin)此在(zai)(zai)电路(lu)瞬间波动(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)时(shi)候，就很容易烧(shao)断焊(han)(han)(han)盘与焊(han)(han)(han)盘之(zhi)间那(nei)一(yi)(yi)段(duan)(duan)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)路(lu)，解(jie)决方法：增加(jia)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)宽度，如(ru)板不能(neng)允(yun)许增加(jia)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)宽度，在(zai)(zai)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)增加(jia)一(yi)(yi)层Solder层（一(yi)(yi)般1毫米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)上(shang)可(ke)以(yi)增加(jia)一(yi)(yi)条0.6左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Solder层的(de)(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)，当然你也增加(jia)一(yi)(yi)条1mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Solder层导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)）这(zhei)样(yang)在(zai)(zai)过(guo)(guo)锡过(guo)(guo)后(hou)，这(zhei)条1mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)就可(ke)以(yi)看做一(yi)(yi)条1.5mm~2mm导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)了(le)（视(shi)导(dao)线(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)过(guo)(guo)锡时(shi)锡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)均匀度和锡量），如(ru)下图：

    像此类(lei)处(chu)理方(fang)法(fa)对于那些从事小家电PCB Layout的朋友并不陌(mo)生(sheng)，因(yin)此如果过锡量(liang)够均(jun)匀也(ye)锡量(liang)也(ye)够多的话(hua)，这条1mm导线就不止可(ke)以看做一条2mm的的导线了(le)。而这点(dian)在单面大电流板(ban)中有为重要。

 

    3、图(tu)中(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)周围处(chu)理方法同(tong)样(yang)(yang)是增(zeng)(zeng)加(jia)导线(xian)(xian)与焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)电(dian)流(liu)承载(zai)(zai)能力(li)均(jun)匀度(du)，这(zhei)个特(te)(te)别(bie)在(zai)大电(dian)流(liu)粗引脚(jiao)的(de)板中(zhong)(zhong)（引脚(jiao)大于1.2以(yi)上，焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)在(zai)3以(yi)上的(de)）这(zhei)样(yang)(yang)处(chu)理是十(shi)分重要的(de)。因为如果焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)在(zai)3mm以(yi)上管脚(jiao)又在(zai)1.2以(yi)上，它(ta)在(zai)过锡后，这(zhei)一点焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)的(de)电(dian)流(liu)就(jiu)会(hui)增(zeng)(zeng)加(jia)好几十(shi)倍(bei)，如果在(zai)大电(dian)流(liu)瞬间发生很大波动时，这(zhei)整条线(xian)(xian)路电(dian)流(liu)承载(zai)(zai)能力(li)就(jiu)会(hui)十(shi)分的(de)不均(jun)匀（特(te)(te)别(bie)焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)多的(de)时候），仍然(ran)很容易造成焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)与焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)之(zhi)间的(de)线(xian)(xian)路烧断的(de)可(ke)能性。图(tu)中(zhong)(zhong)那(nei)样(yang)(yang)处(chu)理可(ke)以(yi)有效分散单个焊(han)(han)(han)(han)盘(pan)与周边线(xian)(xian)路电(dian)流(liu)承载(zai)(zai)值的(de)均(jun)匀度(du)。

    最后再次说明：电流承(cheng)载(zai)值数据表只(zhi)是(shi)一个绝对参考(kao)数值，在不(bu)做大(da)电流设(she)计时，按(an)表中(zhong)所提(ti)供的数据再增(zeng)加10%量就绝对可以满足设计要求。而在一般单面板设计中，以铜厚35um，基本可以于1比1的比例进行设计，也就是1A的电流可以以1mm的导线来设计，也就能够满足要求了（以温度105度计算）。

    三、PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流的关系

    信(xin)号的电流(liu)强(qiang)度(du)。当信(xin)号的平均电流(liu)较大时，应考虑布线宽度(du)所能承(cheng)载的的电流(liu)，线宽可参考以下数(shu)据：

    PCB设计(ji)时铜箔厚度,走(zou)线宽(kuan)度和电(dian)流的关系(xi)

    不同厚度，不同宽(kuan)度的铜箔(bo)的载流量见下(xia)表:

 

    注：

    i. 用铜(tong)(tong)皮作(zuo)导线通过大电(dian)流(liu)时，铜(tong)(tong)箔宽度(du)的(de)(de)载流(liu)量(liang)应参考(kao)表中(zhong)的(de)(de)数值降额50%去选(xuan)择考(kao)虑。

    ii. 在PCB设(she)计加工中(zhong)，常用OZ（盎司）作为铜(tong)(tong)皮厚(hou)度的(de)单位，1 OZ铜(tong)(tong)厚(hou)的(de)定义(yi)为1 平(ping)方英尺(chi)面积内铜(tong)(tong)箔的(de)重量为一盎，对(dui)应的(de)物理(li)厚(hou)度为35um；2OZ铜(tong)(tong)厚(hou)为70um。

    四、如何确定(ding)大电流导线线宽

 

    五 利(li)用PCB的温度阻抗计算软件计算（计算线宽，电流，阻抗等）PCBTEMP

    依次(ci)填入Location (External/Internal)导线在表面还是在FR-4板内部、Temp 温度(Degree C)、Width线宽（Mil）、Thickness厚度（Oz/Mil）,再点Solve即可求出通过的电流，也可以知道通过的电流，求线宽。非常方便。

 

    可(ke)以看到(dao)同第一种方法的(de)结果(guo)差(cha)不(bu)多（20摄氏度，10mil线宽，也就是0.010inch线宽，铜箔厚度为1 Oz）

    六 经(jing)验(yan)公式

    I=KT0.44A0.75

    (K为(wei)修正系数,一般覆铜线(xian)在内层时(shi)取0.024,在外层时(shi)取0.048

  ;  T为最大温升(sheng),单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃)

    A为覆铜截面积,单(dan)位为平方MIL(不(bu)是毫米(mi)mm,注意(yi)是square mil.)

    I为(wei)容许(xu)的(de)最大电流(liu),单位(wei)为(wei)安培(amp)

    一(yi)般 10mil=0.010inch=0.254可为 1A,250MIL=6.35mm, 为 8.3A

    七(qi)、某网友(you)提供的(de)计算方法如(ru)下(xia)

    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。

    八 关于线宽与过(guo)孔铺铜的一点经验

    我们在画(hua)PCB时一般都有一个常识，即走大电流的地方用粗线（比如50mil，甚至以上），小电流的信号可以用细线（比如10mil）。对于某些机电控制系统来说，有时候走线里流过的瞬间电流能够达到100A以上，这样的话比较细的线就肯定会出问题。

    一个(ge)基本的经验值是(shi)：10A/平方mm，即横截面积为1平方毫米的走线能安全通过的电流值为10A。如果线宽太细的话，在大电流通过时走线就会烧毁。当然电流烧毁走线也要遵循能量公式：Q＝I*I*t，比如对于一个有10A电流的走线来说，突然出现一个100A的电流毛刺，持续时间为us级，那么30mil的导线是肯定能够承受住的。（这时又会出现另外一个问题??导线的杂散电感，这个毛刺将会在这个电感的作用下产生很强的反向电动势，从而有可能损坏其他器件。越细越长的导线杂散电感越大，所以实际中还要综合导线的长度进行考虑）

    一般的PCB绘制软件对器件引脚的过孔焊盘铺铜时往往有几种选项：直角辐条，45度角辐条，直铺。他们有何区别呢？新手往往不太在意，随便选一种，美观就行了。其实不然。主要有两点考虑：一是要考虑不能散热太快，二是要考虑过电流能力。

    使(shi)用直铺的(de)(de)(de)方式特点(dian)是(shi)(shi)焊(han)盘的(de)(de)(de)过电(dian)流能(neng)力很强，对于大(da)功(gong)率(lv)回(hui)路(lu)上的(de)(de)(de)器件(jian)引脚一定要使(shi)用这种方式。同时(shi)它的(de)(de)(de)导热(re)性能(neng)也很强，虽然(ran)工作起来对器件(jian)散(san)热(re)有好处(chu)，但(dan)是(shi)(shi)这对于电(dian)路(lu)板(ban)焊(han)接人员却是(shi)(shi)个难题(ti)，因(yin)为焊(han)盘散(san)热(re)太快不容易挂锡，常(chang)常(chang)需(xu)要使(shi)用更大(da)瓦数的(de)(de)(de)烙铁和更高的(de)(de)(de)焊(han)接温(wen)度(du)，降低了生(sheng)产效(xiao)率(lv)。使(shi)用直角辐条和45角辐条会减少引脚与铜箔的接触面积，散热慢，焊起来也就容易多了。所以选择过孔焊盘铺铜的连接方式要根据应用场合，综合过电流能力和散热能力一起考虑，小功率的信号线就不要使用直铺了，而对于通过大电流的焊盘则一定要直铺。至于直角还是45度角就看美观了。

    为(wei)什么提起这个来(lai)了呢(ni)？因为(wei)前一阵(zhen)一直在研究(jiu)一款(kuan)电(dian)机(ji)驱(qu)动器(qi)，这个驱(qu)动器(qi)中H桥的器件老是烧毁，四五年了都找不到原因。在一番辛苦之后终于发现：原来是功率回路中一处器件的焊盘在铺铜时使用了直角辐条的铺铜方式（而且由于铺铜画的不好，实际只出现了两个辐条）。这使得整个功率回路的过电流能力大打折扣。虽然产品在正常使用过程没有任何问题，工作在10A电流的情况下完全正常。但是，当H桥出现短路时，该回路上会出现100A左右的电流，这两根辐条瞬时就烧断了（uS级）。然后呢，功率回路变成了断路，储藏在电机上的能量没有泻放通道就通过一切可能的途径散发出去，这股能量会烧毁测流电阻及相关的运放器件，击毁桥路控制芯片，并窜入数字电路部分的信号与电源中，造成整个设备的严重损毁。整个过程就像用一根头发丝引爆了一个大地雷一样惊心动魄。

那么(me),为什么在功率回路中的焊盘上只使用了两个辐条呢？为什么不让铜箔直铺过去呢？因为，生产部门的人员说那样的话这个引脚太难焊了！

 

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