|PCB板如何承载大电流?

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PCB板的设计电流通常都是小电流 , 那么如何让PCB板能够承受更大的电流呢?日常生活中所使用的电子产品也不过几十毫安到几安不等 , 要是一下来个几十安或者100A以上 , 那不得直接造成板子烧毁或是安全事故 。 那有什么办法可以解决此类担忧呢?

方法一:PCB上走线此方法为我们PCB设计时使用最多的方法 , 因为在PCB上走线越宽 , 载流能力越大 。 但走线宽度与载流能力并不是线性关系 。 假设在同等条件下 , 10mil的走线能承受1A的电流 , 但50mil的走线并不能承受5A的电流 。
因此 , 我们此时就需要先了解PCB的结构 , 以简单的两层板为例 , 这种电路板通常是三层式结构:铜皮 , 板材 , 铜皮 。 其中铜皮也就是PCB中电流和信号要通过的主要路径 。 而我们设计时常见的大电流PCB设计操作方法如下:
(1)增大线宽 , 常规一般是1A 1mm(40mil);
(2)覆铜厚度 , 1oz , 2oz+++;
(3)导线上开窗 , 加锡、银、铜等;
实际在工程上 , 对于布线的长度没有一个严格的标准 。 工程上通常会用:铜厚/温升/线径 , 这三个指标来衡量PCB板的载流能力 。 我们也可以通过以下两个表来了解如何增加铜厚、加宽线径 , 以此来提高PCB散热能够增强PCB的载流能力:

方法二:接线柱除在PCB上走线之外 , 还可以采用接线柱的方式走线 。 其主要作用有两个:
(1)固定:其是螺丝柱 , 拥有螺纹 , 这就要求此金属必须有一定的硬度且易制造 。 那么我们常见的硬度合适且造价低廉的材料有:1黄铜、2铝合金、3钢 。
(2)接地:对于接地来说 , 任何金属都可以 , 因为接地不会有大负载 , 且螺丝柱相对较粗且是多个 , 任何金属都可以满足 。

方法三:铜排若我们是使用在工业上的话就需要定制铜排来走大电流 , 例如变压器 , 服务器柜等应用都是用铜排来走大电流 。
附铜排载流能力表:

方法四:其他特殊工艺除了以上三种方法外 , 我们有时候还会应用到一些比较特殊的工艺 , 但这些特殊工艺国内能加工的厂家较少 , 一般不容易找到 。
例如英飞凌就有一种PCB , 采用3层铜层设计 , 顶层和底层是信号布线层 , 中间层是厚度为1.5mm的铜层 , 专门用于布置电源 , 这种PCB可以轻易做到小体积过流100A以上 。
注意事项:(1)电流过大导致PCB发热严重 , 也可能是局部发热 , 因为电流并不是平均流过导体的 。 常用的FR4 的TG一般在140~170度 , 超过了虽然可能不会燃烧 , 但是会直接导致板材软化 , 电气性能严重下降 。
【|PCB板如何承载大电流?】(2)板材的可靠性会因此大打折扣 。