如何评估PCB导体的载流能力？

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如何评估PCB导体的载流能力？

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https://sunshinepcb.com/news/knowledge/117.html

在PCB（印刷电路板）设计中，导体的载流能力是一个关键参数。本文将详细介绍如何评估PCB导体的载流能力，包括铜厚单位的解释、影响因素的分析，以及如何使用IPC-2152标准中的图表来预估走线宽度和铜厚。

PCB的铜厚单位盎司(oz)

在PCB制造中，铜厚是指铜层的厚度，通常以盎司(oz)为单位来衡量。盎司(oz)本身是一个重量单位，与克(g)的换算关系为：1oz≈28.35g。

在PCB行业中，1oz的定义是将重量为1oz的铜均匀平铺在1平方英尺(ft²)的面积上所达到的厚度。用公式表示即：1oz=28.35g/ft²。根据质量计算公式m＝ρ(密度)×V(体积)＝ρ(密度)×S(面积)×t(厚度)，可以计算出1oz铜的厚度约为34.8μm或1.37mil。

铜厚单位对照

铜厚直接影响线路的电流承载能力和PCB的散热性能。通常可以通过增大线宽来提高PCB线路的载流能力，但在布线空间有限的情况下，只能通过使用厚铜来满足线路载流的要求。

影响PCB导体载流能力的因素

2009年8月，IPC组织发布了最新标准《IPC-2152，Standard for Determining Current Carrying Capacity in Printed Circuit Board Design》，取代了以前的老标准。

导体温升（高出环境温度的温度增量）是影响PCB导体载流能力的决定性因素。IPC-2152新标准以近100个图表的形式，公布了PCB温升与导线电流、走线宽度、走线厚度、PCB板材、相邻走线、层间距离、有无涂层、环境条件等诸多因素的关系。

影响导体温升的因素

PCB导体电流：相同条件下，电流越大，温升越高，载流能力下降。
PCB导体宽度：相同横截面积下，导线越宽，散热越好，载流能力越好。
PCB导体厚度：相同横截面积下，导体铜厚越薄，散热越好。具体来说，1oz铜的温升比0.5oz高5~~10%，2oz铜的温升比1oz高10~~15%，3oz铜的温升比2oz高15~20%。
PCB板厚：板厚会影响热量的传输路径，板越厚，散热越好。相同的FR-4板材，0.965mm板厚比1.79mm板厚，导体温升高出30-40%。
PCB板材：板材的导热率直接影响导体的温升。铜的导热率约为FR-4板材的1000倍，FR-4板材的导热率又是静止空气导热率的10倍。因此，在空气静止条件下，PCB内部导体的温升会小于外部导体。
同层相邻导线：在导线的同一层附近，如果有其他导体，散热效果将会降低。同层相邻导体根数越多，散热越差，温升越高，载流能力下降。
相邻层铜平面：相邻层铜平面对导体温升影响最大。无论是电源平面、地平面，还是其他铜平面，都有助于散热从而减小温升。导体到相邻层铜平面的距离越近，导体的温升越低；相邻层铜平面面积越大，导体温升越低；相邻层铜平面越厚，导体温升越低；相邻层铜平面数量越多，导体温升越低。
表面涂层：PCB表面的阻焊漆涂层也会影响导体散热效果。涂层越厚，散热效果越差，温升越高。