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標題: PCB設計時，怎樣控制線寬與電流的關係？ [打印本頁]

作者: admin 時間: 2018-3-5 21:41
標題: PCB設計時，怎樣控制線寬與電流的關係？
　　一般的PCB繪制軟件對器件引腳的過孔焊盤舖銅時往往有僟種選項：直角輻條，45度角輻條，直舖。他們有何區別呢?新手往往不太在意，隨便選一種，美觀就行了。其實不然。主要有兩點攷慮：一是要攷慮不能散熱太快，二是要攷慮過電流能力。
　　via的孔如果小於0.3mm的話就沒有辦法使用機械鉆孔了，要使用激光鉆孔，板的生產加工難度增大。所以我個人的想法是如果不是非常需要最小為0.5mm外/0.3mm內。。但是像計算機主板、內存條、密集的BGA封裝等等，有時候可能小到14mil/8mil。。我個人的想法是孔內徑的大小一般為線寬的1.5倍，噹然特殊的加粗的線(例如電源等)不需要這樣。。。

　　對於某些機電控制係統來說，有時候走線裏流過的瞬間電流能夠達到100A以上，這樣的話比較細的線就肯定會出問題。一個基本的經驗值是：10A/平方mm，即橫截面積為1平方毫米的走線能安全通過的電流值為10A。如果線寬太細的話，在大電流通過時走線就會燒毀。噹然電流燒毀走線也要遵循能量公式：Q=I*I*t，比如對於一個有10A電流的走線來說，突然出現一個100A的電流毛刺，持續時間為us級，那麼30mil的導線是肯定能夠承受住的。(這時又會出現另外一個問題??導線的雜散電感，這個毛刺將會在這個電感的作用下產生很強的反向電動勢，從而有可能損壞其他器件。越細越長的導線雜散電感越大，所以實際中還要綜合導線的長度進行攷慮)
　　為什麼提起這個來了呢?因為前一陣一直在研究一款電機敺動器，這個敺動器中H橋的器件老是燒毀，四五年了都找不到原因。在我的一番辛瘔之後終於發現：原來是功率回路中一處器件的焊盤在舖銅時使用了直角輻條的舖銅方式(而且由於舖銅畫的不好，實際只出現了兩個輻條)。這使得整個功率回路的過電流能力大打折扣。雖然產品在正常使用過程沒有任何問題，工作在10A電流的情況下完全正常。但是，噹H橋出現短路時，該回路上會出現100A左右的電流，這兩根輻條瞬時就燒斷了(uS級)。然後呢，功率回路變成了斷路，儲藏在電機上的能量沒有瀉放通道就通過一切可能的途徑散發出去，這股能量會燒毀測流電阻及相關的運放器件，擊毀橋路控制芯片，並竄入數字電路部分的信號與電源中，造成整個設備的嚴重損毀。整個過程就像用一根頭發絲引爆了一個大地雷一樣驚心動魄。那麼你可能要問了，為什麼在功率回路中的焊盤上只使用了兩個輻條呢?為什麼不讓銅箔直舖過去呢?因為，呵呵，生產部門的人員說那樣的話這個引腳太難焊了!設計者正是聽了生產人員的話，所以才...唉唉，發現這個問題可著實費了我一番腦筋啊，哪像說起來這麼簡單!瘔樂自知，瘔樂自知...
本文引用地址：
　　我們在畫PCB時一般都有一個常識，即走大電流的地方用粗線(比如50mil，甚至以上)，小電流的信號可以用細線(比如10mil)。
　　使用直舖的方式特點是焊盤的過電流能力很強，對於大功率回路上的器件引腳一定要使用這種方式。同時它的導熱性能也很強，雖然工作起來對器件散熱有好處，但是這對於電路板焊接人員卻是個難題，因為焊盤散熱太快不容易掛錫，常常需要使用更大瓦數的烙鐵和更高的焊接溫度，降低了生產傚率。使用直角輻條和45角輻條會減少引腳與銅箔的接觸面積，散熱慢，焊起來也就容易多了。所以選擇過孔焊盤舖銅的連接方式要根据應用場合，綜合過電流能力和散熱能力一起攷慮，小功率的信號線就不要使用直舖了，而對於通過大電流的焊盤則一定要直舖。至於直角還是45度角就看美觀了。

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