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發(fā)布時間:2025-06-04 點擊數(shù):0
過孔是多層印刷電路板(pcb)的重要組成部分,提供不同層之間的電氣連接。了解過孔的載流能力對于確保pcb的可靠運行至關(guān)重要,特別是在高功率應(yīng)用中。
影響過孔載流能力的因素
通孔直徑是影響其載流能力的主要因素。直徑較大的通孔通??梢猿休d更大的電流。這是因為更大的橫截面積允許更多的電子流過而不會過熱。例如,與直徑為0.1 mm的通孔相比,直徑為0.5 mm的通孔可以攜帶更大的電流。然而,增加通孔直徑也可能占用PCB上更多的空間,這可能是高密度設(shè)計的限制。
通孔的材料也起著至關(guān)重要的作用。銅是pcb中最常用的通孔材料,因為它具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。通孔壁上鍍銅的厚度影響其載流能力。較厚的銅鍍層為電流提供了較低的電阻路徑,使通孔能夠承載更多的電流。此外,并聯(lián)的過孔數(shù)量可以增加總體載流能力。在高功率應(yīng)用中,多個過孔通常并聯(lián)使用,以分配電流并防止任何單個過孔過熱。例如,在用于高性能圖形卡的PCB的電源層中,可以并行地使用數(shù)十個過孔來承載圖形處理單元所需的大量電流。
計算過孔的載流能力
計算過孔載流能力的方法有幾種。一個常用的公式是基于圓形毫安法則。根據(jù)這一規(guī)則,圓形導(dǎo)體(如通孔)的載流能力(I)可以估計為I = k * a,其中a是導(dǎo)體在圓形孔中的橫截面積,k是一個常數(shù),取決于材料類型、允許的溫升和冷卻條件等因素。對于典型PCB環(huán)境中的銅過孔,最大允許溫升為10°C, k約為10。另一種方法是使用PCB制造商或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和查找表。這些表考慮了各種因素,如通孔直徑、銅厚度和并聯(lián)通孔的數(shù)量,以提供近似的載流容量值。
大電流應(yīng)用中過孔的設(shè)計注意事項
在大電流應(yīng)用中,適當(dāng)?shù)倪^孔設(shè)計是必不可少的。如前所述,并行使用多個過孔是一種常見的策略。通孔應(yīng)均勻分布,以保證電流分布均勻。此外,過孔的連接墊應(yīng)該足夠大,以處理電流而不會過度加熱。熱通孔也可以并入周圍的高電流承載通孔,以幫助散熱。這些熱通孔連接到散熱層或外部散熱器。例如,在工業(yè)電源逆變器的PCB中,熱過孔可用于將熱量從功率開關(guān)部分的高載流過孔傳遞到充當(dāng)散熱器的金屬核心層。此外,在設(shè)計用于大電流應(yīng)用的過孔時,重要的是要考慮PCB的整體布局,以盡量減少電流路徑中的電阻和電感,這可能會影響電路的性能。