在 PCB 設(shè)計中,線寬、銅箔厚度與電流承載能力的匹配是保障電路穩(wěn)定性與可靠性的核心環(huán)節(jié),直接影響電子設(shè)備的使用壽命與運行安全。作為深耕 PCB&PCBA 制造的高新技術(shù)企業(yè),捷配基于多年行業(yè)經(jīng)驗與高精度制造實踐,為您系統(tǒng)梳理三者的核心關(guān)聯(lián)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與優(yōu)化技巧,助力精準(zhǔn)落地各類電路設(shè)計需求。
PCB 的電流承載能力(簡稱 “載流能力”)并非單一參數(shù)決定,而是由多因素共同作用,設(shè)計時需綜合考量:
- 線寬:核心影響因素之一,相同條件下,線寬越寬,載流能力越強(qiáng)(但并非線性正比關(guān)系,如 10mil 線寬載流 1A,50mil 線寬載流并非 5A);
- 銅箔厚度:銅箔越厚,導(dǎo)電截面積越大,電阻越小,載流能力越強(qiáng),是大電流場景的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù);
- 容許溫升:電流通過導(dǎo)線時會產(chǎn)生熱量,溫升過高可能導(dǎo)致板材老化、焊點脫落,需根據(jù)設(shè)備工作環(huán)境設(shè)定合理溫升閾值(常規(guī)參考溫度為 25℃常溫環(huán)境);
- 輔助因素:線路上的焊盤數(shù)量、過孔密度、板材質(zhì)量、制造工藝等,會間接影響電流分布與散熱效率,進(jìn)而改變實際載流能力。
PCB 行業(yè)中,銅箔厚度常用 “盎司(OZ)” 作為單位,其本質(zhì)是重量換算后的厚度指標(biāo)(1 盎司指 1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為 1 盎司),與常用的英寸、毫米換算關(guān)系如下,方便設(shè)計時精準(zhǔn)選型:
- 1 盎司(1OZ)= 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米(mm)= 35 微米(μm)
- 2 盎司(2OZ)= 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米(mm)= 70 微米(μm)
捷配在 PCB 制造中,支持銅箔厚度靈活定制,內(nèi)層與外層銅厚均可選擇 1oz-6oz 規(guī)格,滿足從常規(guī)電路到高電流場景的不同需求。
設(shè)計初期可通過經(jīng)驗公式快速估算載流能力,簡化選型流程:
- 載流能力(A)≈ 0.15 × 線寬(mm)
- 導(dǎo)線阻抗(Ω)≈ 0.0005 × 線長(mm)/ 線寬(mm)
注:該公式為基礎(chǔ)參考,實際載流需結(jié)合銅箔厚度、溫升要求調(diào)整。
- 常規(guī)場景(非大電流設(shè)計):按經(jīng)驗公式或參考數(shù)據(jù)提升 10% 線寬,可充分滿足載流與散熱需求;
- 單面板常規(guī)設(shè)計(銅厚 35μm,105℃溫升):可按 “1A 電流對應(yīng) 1mm 線寬” 的比例設(shè)計,兼顧成本與可靠性;
- 大電流場景:使用銅皮作導(dǎo)線時,需按參考載流量降額 50% 選擇線寬,避免瞬時電流波動導(dǎo)致線路燒毀。
線路上的焊盤、過孔會改變電流分布:焊盤經(jīng)焊接后,因焊錫與元件引腳的導(dǎo)電增強(qiáng)作用,局部載流能力大幅提升,而焊盤之間的純導(dǎo)線段載流能力僅由線寬決定,易成為 “薄弱點”,瞬時電流波動時可能燒斷。
優(yōu)化方案:
- 直接增加焊盤間導(dǎo)線寬度,提升基礎(chǔ)載流能力;
- 若板面積受限無法加寬線寬,可在導(dǎo)線表面增加一層 Solder 層(如 1mm 導(dǎo)線上疊加 0.6-1mm 寬的 Solder 層),焊接后錫層會與銅箔形成復(fù)合導(dǎo)電層,等效線寬可提升至 1.5-2mm(具體取決于錫量與均勻度),大幅增強(qiáng)載流能力,該方法在單面大電流板中尤為關(guān)鍵。
對于引腳直徑≥1.2mm、焊盤直徑≥3mm 的大電流場景,單一焊盤焊接后載流能力會提升數(shù)十倍,導(dǎo)致整條線路載流分布不均,仍存在燒斷風(fēng)險。
優(yōu)化方案:
- 優(yōu)化焊盤周圍布線,采用 “分散式連接” 設(shè)計,使焊盤與周邊線路的電流承載能力趨于均勻;
- 增加過孔數(shù)量并優(yōu)化分布,通過過孔實現(xiàn)多層導(dǎo)電層的電流分流,降低單層線路的載流壓力。
針對大電流 PCB 設(shè)計的核心痛點(載流不均、散熱不足、工藝復(fù)雜),捷配依托自身制造優(yōu)勢提供全流程支持:
- 靈活的工藝定制:支持 1oz-6oz 銅箔厚度定制,線寬線距最小可達(dá) 0.076mm,可根據(jù)大電流需求優(yōu)化導(dǎo)孔孔徑(最小 0.15mm 內(nèi)徑)與分布,通過多層板層壓工藝實現(xiàn)高密度分流;
- 特殊工藝強(qiáng)化:可提供 Solder 層疊加、銅皮加厚、熱電分離等定制工藝,針對性解決焊盤間載流薄弱問題,同時通過太陽無鹵油墨等優(yōu)質(zhì)材料提升散熱與耐溫性能;
- 精準(zhǔn)驗證與保障:支持 1-6 層 PCB 免費打樣,24 小時極速出貨,可快速驗證大電流設(shè)計方案的可行性;全流程執(zhí)行 100% AOI 測試與電氣性能檢測(如離子污染測試、阻抗測試),確保線路導(dǎo)通性、載流穩(wěn)定性與散熱可靠性;
- 專業(yè)技術(shù)支持:通過協(xié)同制造平臺的技術(shù)團(tuán)隊,為客戶提供線寬、銅厚、工藝選型的定制化建議,結(jié)合自身 101 項專利技術(shù)與高精度設(shè)備(如宇宙蝕刻線、眾博信 V8 高速飛針測試機(jī)),助力客戶規(guī)避設(shè)計風(fēng)險。
PCB 線寬、銅箔厚度與載流能力的匹配,是平衡可靠性、成本與板面積的關(guān)鍵設(shè)計環(huán)節(jié)。設(shè)計時需以基礎(chǔ)公式與參考標(biāo)準(zhǔn)為起點,結(jié)合設(shè)備工作環(huán)境、電流特性(平均電流、瞬時波動)、工藝限制等因素綜合優(yōu)化,并通過焊盤、過孔、Solder 層等細(xì)節(jié)設(shè)計提升載流均勻性與散熱效率。
捷配作為 PCB&PCBA 一站式制造服務(wù)平臺,憑借靈活的工藝定制能力、高精度加工設(shè)備與全流程品質(zhì)管控,可針對性解決大電流、復(fù)雜電路的載流設(shè)計難題,從設(shè)計建議到打樣量產(chǎn)全程護(hù)航,助力客戶快速落地高可靠性的 PCB 產(chǎn)品。