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pcb中线宽,过孔的大小与通多大电流之间的关系---文本资料

pcb中线宽,过孔的大小与通多大电流之间的关系---文本资料
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电学单位(电流单位)

mA(毫安)

另有A(安,全称安培),μA(微安)

1A=1000mA,1mA=1000μA

1A (安培) =40 mil

常温下12mil/20mil的埋孔(孔壁厚13um)最低通流大约是300mA,4mil/12mil(孔壁厚10um)的盲孔为250mA.每层的过孔通流要依据铜厚来计算。

长度单位

1um(1微米)=0.001mm(0.001毫米)

过孔,在线路板中,一条线路从板的一面跳到另一面,连接两条连线的孔也叫过孔(区别于焊盘,边上没有助焊层。)

过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。

过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。

孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:

C=1.41εTD1/(D2-D1)

过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:

C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。

寄生电感

同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感:

L=5.08h[ln(4h/d)+1]

其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径。从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为:

L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信号的上升时间是

1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加。

高速PCB中的过孔设计

通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:

1.从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小。比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔。

目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗。

2.上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。

3.PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔。

4.电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗。

5.在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。

过孔与电流的关系

1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过0.5A电流,20mil的孔40mil的焊盘对应40mil的线过1A电流,0.5oz。 2、过孔电感的计算公式为: L=5.08h[ln(4h/d)+1] L:通孔的电感 h:通孔的长度 d:通孔的直径 其实孔的大小对其感抗影响不是很大,倒是它的长度影响大些, 感抗大,其上面的压降就大些。 对于电流,应该与它的载流截面积有关,截面积越大,载流能力越大。孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。 3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米,经不起大电流!因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔,或通过一个穿过两面的原件。2,脚较粗且多的器件如CD 型插座,应尽可能少从原件面出线。如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。 4、过孔的直径至少应为线宽的1/3 5、在走线的Via孔附近加接地Via 孔的作用及原理是什么?

答:pcb板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种: 1、信号过孔(过孔结构要求对信号影响最小) 2、电源、地过孔(过孔结构要求过孔的分布电感最小) 3、散热过孔(过孔结构要求过孔的热阻最小) 上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。 请问在哪些情况下应该多打地孔?有一种说法:多打地孔,会破坏地层的连续和完整。效果反而适得其反。 答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信号完整性问题,危害很大。打地孔,通常发生在如下的三种情况: 1、打地孔用于散热; 2、打地孔用于连接多层板的地层; 3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置; 但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。那就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗?在五分之一的波长为间隔打地孔没有问题吗? 假如我为了保证多层板的地的连接,多打地孔,虽然没有隔断,那会

关于PCB线宽和电流的经验公式

关于PCB线宽和电流的经验公式,关系表和软件网上都很多,本文把网上的整理了一下,旨在给广大工程师(当然包括自己啦)在设计PCB 板的时候提供方便。 ************************************************************* ************ PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系 以下总结了网上八种电流与线宽的关系公式,表和计算公式,虽然各不相同(大体相近),但大家可以在实际的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载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。 PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB走线越宽,载流能力越大。假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗?答案自然是否定的。请看以下来来自国际权威机构提供的数据: 供的数据: 线宽的单位是:Inch(1inch=2.54cm=25.4mm) 数据来源:MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic Equipment

参考文献: 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 毫米(mm) 2 盎司 = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米(mm) 盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为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 也可以使用经验公式计算:0.15×线宽(W)=A 以上数据均为温度在25℃下的线路电流承载值. 导线阻抗:0.0005×L/W(线长/线宽) 电流承载值与线路上元器件数量/焊盘以及过孔都直接关系 参考文献:

电源仿真中判定电流密度的标准是什么过孔电流大小的标准是什么

电源仿真中判定电流密度的标准是什么过孔电流大小的标准是什么电源仿真的过程中,判定电流密度的标准是什么,过孔电流大小的标准是什么? 从大家五花八门的回答来看,电流密度和过孔电流大小的标准还没有形成统一的规范,这两个因素不像电源压降的指标,会在datasheet中有明确的要求。这同样说明,可能在电源设计中,电流密度和过孔电流大小这两个因素,可能平时会被设计工程师忽略。 对于小电流电源而言,这两个因素不会造成什么后果,但是现在芯片的电流一般都比较大了,这些东西都需要引起我们的重视了。至于规范的话,大家一般沿用intel的规范比较多一些,电流密度的话,是需要小于100A/平方毫米;过孔的话,就是具体情况具体分析了,一般10mil的过孔,最大的电流要小于2A。大家很多在回答中希望看到仿真实例,后续的话,会有一个比较特殊的仿真实例和大家分享,敬请关注。 (以下内容选自部分网友答题) 对于电流密度的判定标准:满足温升要求,不会导致pcb板烧毁。满足压降要求,负载芯片端的电压满足芯片要求。过孔的判定标准,需要把过孔折算成走线,需要用过孔内径乘以3.14 判断走线电流密度的标准,主要是看温升范围,直流阻抗大小,应用环境和标准。一般40A/mm (这里说的是截面积)。判断过孔电流密度的标准,用直径*3.14换算成走线电流密度 判断密度的标注应该是,先分铜箔还是过孔,然后设置板层,再设置厚度和温升。过孔标准是孔径,孔厚,与铜箔连接方式。 电源仿真一方面要考虑压降,另一方面要考虑电热,判断电流密度的标准就是在持续大电流的情况下满足温升要求,在瞬间大电流的情况下避免局部过热导致印制板损坏,比如铜线烧断、印制板碳化等。电热仿真时我一般设置铜皮电流密度在60A/平方毫米(可能会导致印制板损坏),温升由仿真结果保证。过孔电流密度,计算得到的结果大概是在100A/平方毫米,仿真时一般设置为60A/平方毫米。

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用 一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算 PCB过孔本身存在着寄生电容,假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为 D2,PCB过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB 过孔的寄生电容数值近似于: C=1.41εTD1/(D2-D1) PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。举例,对于一块厚度为50Mil 的PCB,如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil(钻孔直径为10Mils),阻焊区直径为 40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是: C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF 这部分电容引起的上升时间变化量大致为: T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps 从这些数值可以看出,尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换,就会用到多个PCB 过孔,设计时就要慎重考虑。实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离(Anti-pad)或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。 PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计 中,PCB过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感:

L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中L指PCB过孔的电感,h是PCB过孔的长度,d是中心钻孔的直径。从式中可以看出,PCB过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是PCB 过孔的长度。仍然采用上面的例子,可以计算出PCB过孔的电感为: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10- 90=3.19Ω。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个PCB过孔,这样PCB过孔的寄生电感就会成倍增加。 二、如何使用PCB过孔--PCB过孔的寄生电容和电感的使用 通过上面对PCB过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的PCB过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小PCB过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到: 1.从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的PCB过孔大小。必要时可以考虑使用不同尺寸的PCB过孔,比如对于电源或地线的PCB过孔,可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗,而对于信号走线,则可以使用较小的PCB过孔。当然随着PCB过孔尺寸减小,相应的成本也会增加。 2.有以上两个公式得出,薄的PCB板有利于减小PCB过孔的两种寄生参数。 3.在PCB设计中PCB上的信号走线尽量在同一层面上,以减少PCB过孔产生的寄生效应。 4.在信号换层的PCB过孔附近放置一些接地的PCB过孔,以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上放置一些多余的接地PCB过孔。

pcb中线宽,过孔的大小与通多大电流之间的关系---文本资料

电学单位(电流单位) mA(毫安) 另有A(安,全称安培),μA(微安) 1A=1000mA,1mA=1000μA 1A (安培) =40 mil 常温下12mil/20mil的埋孔(孔壁厚13um)最低通流大约是300mA,4mil/12mil(孔壁厚10um)的盲孔为250mA.每层的过孔通流要依据铜厚来计算。 长度单位 1um(1微米)=0.001mm(0.001毫米) 过孔,在线路板中,一条线路从板的一面跳到另一面,连接两条连线的孔也叫过孔(区别于焊盘,边上没有助焊层。) 过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。 过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。 过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。 过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。

PCB走线和过孔的过流能力

PCB板铜箔宽度和过电流大小关系 在表层,1OZ铜厚,1MM线宽可以通过1A电流。在内层,1OZ铜厚,1MM 线宽可以通过0.5A电流。例如:60mil相当于1.5MM,若是1OZ铜厚的话,在表层可以走1.5A电流,在内层可以走0.75A电流oz(盎司)是重量单位,在PCB 设计中常用oz来表示覆铜厚度,含义是在1平方英尺上覆盖1oz重量的铜对应的厚度。oz与公制长度的对应关系参见下表: 基铜厚度 (oz/Ft2) 公制(μm) 5 175 4 140 3 105 2 70 1 35 0.5 18 计算方法如下: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。 计算方法二: PCB走线的载流能力与以下因素有关:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。PCB走线越宽,载流能力越大。 近似计算公式: K为修正系数,一般覆铜线在内层时取0.024,在外层时取0.048;T为最大温升,单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃) ;A为覆铜截面积,单位为平方MIL;I为容许的最大电流,单位为安培(A)。大部分PCB的铜箔厚度为35um,乘上线宽就是截面积。(10摄氏度10mil=0.010inch=0.254差不多过流1A,表面走线计算结果,与最上面的方法计算结果,同样的电流线宽明显不同)

PCB过孔的载流能力可以近似等效成PCB表层走线的计算方法: 其中A=PI*(D+T)*T;其中D为孔内径,T为孔的沉铜厚度,T一般为20um。 0.25mm=9.8425 0.33mm=12.9921 20^0.44=3.736 0.048x3.736=0.179328 20um=0.7874015748mil A=3.14*(D+0.7874015748)*0.7874015748 小孔A=26.28 大孔A=34.069 0.75 11.6 14.1016 2.08 2.5288 二、数据: PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。 PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB走线越宽,载流能力越大。在此,请告诉我:假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗?答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据(号称是美国军用标准):

过孔与电流的关系

过孔与电流的关系 Modified by JEEP on December 26th, 2020.

1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过电流,20mil的孔40mil的焊盘对应40mil的线过1A电流,。 2、过孔电感的计算公式为: L=[ln(4h/d)+1] L:通孔的电感 h:通孔的长度 d:通孔的直径 其实孔的大小对其感抗影响不是很大,倒是它的长度影响大些, 感抗大,其上面的压降就大些。 对于电流,应该与它的载流截面积有关,截面积越大,载流能力越大。 孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。 3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米,经不起大电流!因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔,或通过一个穿过两面的原件。2,脚较粗且多的器件如CD型插座,应尽可能少从原件面出线。如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。 4、过孔的直径至少应为线宽的1/3 5、在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用及原理是什么

答:pcb板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种: 1、信号过孔(过孔结构要求对信号影响最小) 2、电源、地过孔(过孔结构要求过孔的分布电感最小) 3、散热过孔(过孔结构要求过孔的热阻最小) 上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。 请问在哪些情况下应该多打地孔有一种说法:多打地孔,会破坏地层的连续和完整。效果反而适得其反。 答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信号完整性问题,危害很大。打地孔,通常发生在如下的三种情况: 1、打地孔用于散热; 2、打地孔用于连接多层板的地层; 3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置; 但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。那就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗在五分之一的波长为间隔打地孔没有问题吗

pcb过孔尺寸问题.

pcb过孔尺寸问题 过孔大小的尺寸选择,过孔太小可能担心会影响信号的连接,太大了给人感觉过于粗糙,视觉效果不佳,结合做板的经验以及视觉效果,参数Diameter37mil-->39.37mil-->40mil之间,Hole size18mil-->19.685mil-->22mil之间,视觉效果较好。一般不要选用默认参数,例如Diameter 50mil,Hole size 28mil,这样做出来过孔过大,给人视觉效果不是很好。 一、过孔(via) 过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看,过孔可以分成两类:一是用作各层间的电气连接;二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说,这些过孔一般又分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型工艺完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔。以下所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑。 从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔(drill hole),二是钻孔周围的焊盘区,这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然,在高速,高密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀(plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如,现在正常的一块6层PCB板的厚度(通孔深度)为50Mil左右,所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。 二、过孔的寄生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于: C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。 三、过孔的寄生电感

走线、过孔的过电流能力

附录:线宽和电流的关系 PCB走线的载流能力取决于以下几个因素: 线宽 铜箔厚度 允许的温升 PCB走线越宽,铜箔厚度越厚,允许的温升越大,走线的载流能力也就越强。下图为线宽、温升与载流能力的关系图 根据IPC-D-275标准,线宽与电流、温升的关系如下: I = 0.0150(?T 0.5453)(A 0.7349) for IPC-D-275 Internal Traces I = 0.0647(?T 0.4281)(A 0.6732) for IPC-D-275 External Traces 其中 I = maximum current in Amps T = temperature rise above ambient in °C A = cross-sectional area in square mils 从公式中我们可以看出表层走线的载流能力要比内层大很多,这一方面是因为PCB表层的散热要比内层好,另一方面是因为表层的铜箔经电镀后要比内层铜箔厚很多。

以内层为例,不同厚度,不同宽度的铜箔的载流能力见下表: 铜皮厚度35um 铜皮厚度50um 铜皮厚度70um 铜皮Δt=10℃铜皮Δt=10℃铜皮Δt=10℃ 注: 1.用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑 2.在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um。2OZ铜厚为70um。 3.附线宽计算软件如下

过孔和电流的关系 对于过孔与其载流能力的关系虽然一直没有明确的定义。但是我们可以按照走线的载流能力去理解、计算。 相对于走线宽度,对于过孔来说,其载流能力应该与过孔的载流截面积和镀铜厚度有关,截面积越大,镀铜厚度越厚,载流能力也就越强。 按照一般通用标准,金属化孔的镀铜厚度在18-25μm之间。保险起见,我们可以按照0.5oz 来计算。知道了过孔孔径,按照周长计算公式算出周长,即它的截面积。我们就可以算出它的载流能力了。 但是这只适用于用较粗的走线或全连接方式的铜箔与之相连的情况。当过孔与平面层相连时,这个数据就不一定正确了。 我们知道,金属化孔一般都是采用花焊盘的方式与平面层相连的。花焊盘出脚的宽度是在flash中定义的。如下图所示 从图中我们可以看出十字花焊盘的4个通道加在一起共计4X0.2499mm= 0.9996mm,钻孔的周长是π*D=3.14X0.5=1.57mm,就是说隔热通道远小于钻孔的周长。四个隔热通道宽度的总和才是过孔与平面层相连的宽度。而不是过孔的周长。所以我们在计算过孔的载流能力时不能只考虑过孔的大小,还要考虑过孔所采用的flash的通道的宽度。这样计算出来的才会是一个比较准确的数值。

过孔与电流的关系

过孔与电流的关系标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过电流,20mil的孔40mil的焊盘对应40mil 的线过1A电流,。 2、过孔电感的计算公式为: L=[ln(4h/d)+1] L:通孔的电感 h:通孔的长度 d:通孔的直径 其实孔的大小对其感抗影响不是很大,倒是它的长度影响大些, 感抗大,其上面的压降就大些。 对于电流,应该与它的载流截面积有关,截面积越大,载流能力越大。 孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。 3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米,经不起大电流!因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔,或通过一个穿过两面的原件。2,脚较粗且多的器件如CD型插座,应尽可能少从原件面出线。如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。 4、过孔的直径至少应为线宽的1/3 5、在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用及原理是什么 答:pcb板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:

1、信号过孔(过孔结构要求对信号影响最小) 2、电源、地过孔(过孔结构要求过孔的分布电感最小) 3、散热过孔(过孔结构要求过孔的热阻最小) 上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。 请问在哪些情况下应该多打地孔有一种说法:多打地孔,会破坏地层的连续和完整。效果反而适得其反。 答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信号完整性问题,危害很大。打地孔,通常发生在如下的三种情况: 1、打地孔用于散热; 2、打地孔用于连接多层板的地层; 3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置; 但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。那就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗在五分之一的波长为间隔打地孔没有问题吗

线宽过孔与电流关系总结

线宽过孔与电流关系总 结 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

Trace&Via的载流能力 1.叠层结构 同为叠层----4层 Intel 推荐叠层 2. 线宽与电流关系 一、计算方法如下: 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。 1 盎司 = 英寸 = 毫米(mm) 2 盎司 = 英寸 = 毫米(mm) 盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为pcb的敷铜厚度是盎司/平方英寸" 也可以使用经验公式计算:×线宽(W)=A 导线阻抗:×L/W(线长/线宽) 电流承载值与线路上元器件数量/焊盘以及过孔都直接关系 i.用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。

ii.在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。 算例: 二、数据: PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。 PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB走线越宽,载流能力越大。在此,请告诉我:假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据: 线宽的单位是:Inch (inch 英寸= millimetres 毫米)1 oz.铜=35微米厚,2 oz.=70微米厚,1 OZ = 1mil.=10-3inch Trace Carrying Capacity per mil std 275 实验中还得考虑导线长度所产生的线电阻所引起的压降。工艺焊所上的锡只是为了增大电流容量,但很难控制锡的体积。1 OZ铜,1mm宽,一般作1 -3 A电流计,具体看你的线长、对压降要求。 最大电流值应该是指在温升限制下的最大允许值,熔断值是温升到达铜的熔点的那个值。Eg. 50mil 1oz 温升1060度(即铜熔点),电流是 AWG:(American Wire Gauge)美国线材规格

pcb中线宽,过孔的大小与通多大电流之间的关系

mA(毫安) 另有A(安,全称安培),μA(微安) 1A=1000mA,1mA=1000μA 1A (安培) =40 mil 常温下12mil/20mil的埋孔(孔壁厚13um)最低通流大约是300mA,4mil/12mil(孔壁厚10um)的盲孔为250mA.每层的过孔通流要依据铜厚来计算。 长度单位 1um(1微米)=0.001mm(0.001毫米) 过孔,在线路板中,一条线路从板的一面跳到另一面,连接两条连线的孔也叫过孔(区别于焊盘,边上没有助焊层。) 过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。 过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。 过孔也称金属化孔,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔,在工艺上,过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状,过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。 过孔不仅可以是通孔,还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔;掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面,仿佛被其它敷铜层掩埋起来。图4-4为六层板的过孔剖面图,包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。 寄生电容

线宽过孔与电流关系总结

Trace&Via的载流能力 1.叠层结构 同为叠层----4层 Intel 推荐叠层 2. 线宽与电流关系 一、计算方法如下: 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。 1 盎司 = 英寸 = 毫米(mm) 2 盎司 = 英寸 = 毫米(mm) 盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为pcb的敷铜厚度是盎司/平方英寸" 也可以使用经验公式计算:×线宽(W)=A 导线阻抗:×L/W(线长/线宽) 电流承载值与线路上元器件数量/焊盘以及过孔都直接关系 i.用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。ii.在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平

方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。 算例: 二、数据: PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。 PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB 走线越宽,载流能力越大。在此,请告诉我:假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据: 线宽的单位是:Inch (inch 英寸= millimetres 毫米)1 oz.铜=35微米厚,2 oz.=70微米厚,1 OZ = 1mil.=10-3inch Trace Carrying Capacity per mil std 275 实验中还得考虑导线长度所产生的线电阻所引起的压降。工艺焊所上的锡只是为了增大电流容量,但很难控制锡的体积。1 OZ铜,1mm宽,一般作1 -3 A电流计,具体看你的线长、对压降要求。 最大电流值应该是指在温升限制下的最大允许值,熔断值是温升到达铜的熔点的那个值。Eg. 50mil 1oz 温升1060度(即铜熔点),电流是 AWG:(American Wire Gauge)美国线材规格

导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘的关系

导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘存在的直接关系(目前没有找到焊盘和过孔孔径每平方毫米对线路的承载值影响的计算公式,有心的朋友可以自己去找一下,个人也不是太清楚,不在说明)这里只做一下简单的一些影响到线路电流承载值的主要因素。 1、在表格数据中所列出的承载值是在常温25度下的最大能够承受的电流承载值,因此在实际设计中还要考虑各种环境、制造工艺、板材工艺、板材质量等等各种因素。所以表格提供只是做为一种参考值。 2、在实际设计中,每条导线还会受到焊盘和过孔的影响,如焊盘教多的线段,在过锡后,焊盘那段它的电流承载值就会大大增加了,可能很多人都有看过一些大电流板中焊盘与焊盘之间某段线路被烧毁,这个原因很简单,焊盘因为过锡完后因为有元件脚和焊锡增强了其那段导线的电流承载值,而焊盘与焊盘之间的焊盘它的最大电流承载值也就为导线宽度允许最大的电流承载值。因此在电路瞬间波动的时候,就很容易烧断焊盘与焊盘之间那一段线路,解决方法:增加导线宽度,如板不能允许增加导线宽度,在导线增加一层Solder层(一般1毫米的导线上可以增加一条0.6左右的Solder层的导线,当然你也增加一条1mm的Solder层导线)这样在过锡过后,这条1mm的导线就可以看做一条1.5mm~2mm导线了(视导线过锡时锡的均匀度和锡量),如下图: 像此类处理方法对于那些从事小家电PCB Layout的朋友并不陌生,因此如果过锡量够均匀也锡量也够多的话,这条1mm导线就不止可以看做一条2mm的的导线了。而这点在单面大电流板中有为重要。 3、图中焊盘周围处理方法同样是增加导线与焊盘电流承载能力均匀度,这个特别在大电流粗引脚的板中(引脚大于1.2以上,焊盘在3以上的)这样处理是十分重要的。因为如果焊盘在3mm以上管脚又在1.2以上,它在过锡后,这一点焊盘的电流就会增加好几十倍,如果在大电流瞬间发生很大波动时,这整条线路电流承载能力就会十分的不均匀(特别焊盘多的时候),仍然很容易造成焊盘与焊盘之间的线路烧断的可能性。图中那样处理可以有效分散单个焊盘与周边线路电流承载值的均匀度。 最后在次说明:电流承载值数据表只是一个绝对参考数值,在不做大电流设计时,按表中所提供的数据再增加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)。

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