大电流的走线和过孔

       工程师在设计的时候，很容易忽略走线宽度的问题，因为在数字设计时，走线宽度不在 考虑范围里面。通常情况下，都会尝试用最小的线宽去设计走线，这时，在大电流时，将会导致很严重的问题。下面的公式用于计算线宽与电流之间的关系，已经应用了几十年，通过 这个公式可以很合理的去计算走线的宽度。当然，在大电流走线时，走线越宽越好

T 表示线宽(mils) ；A 表示电流（A）； CuWt 表示铜线的重量（ounces） 。以上公式适用于 1A 到 20A 的电流。

       对于高速多层层板来说，倾向于采用 1/2oz 的铜箔，这样有利于采用更薄的材料去蚀刻 走线。但是这么薄的铜箔，对于电源来说是很不理想的。所以，如果可能的话，对于内层的 地平面采用 2oz 的铜箔，因为它没有走线，也就不需要去蚀刻。很多 PCB 实验工厂可以进行 选择性的对外层进行电镀，这可以对于大电流的走线进行金属加厚处理，但是这将会增加 PCB 成本。如果可以采用多层设计的话，那么就可以通过使用大量的过孔对它们进行互联。

      下面为根据不同的电流，其走线宽度的案例。利用上述公式计算理论值。实际中如果有 PCB 面积可以考虑大于理论值。

（1）对于 1A 和 1oz 的铜箔，走线宽度在 12mils

（2）对于 5A 和 1/2oz 的铜箔，走线宽度在 240mils

（3）对于 20A 和 1/2oz 的铜箔，走线宽度在 1275mils

       对于走大开关电流的薄的铜层，尽可能采用宽的铺铜。这些宽度是在温度大约为 10℃时 得到的。越宽越好！尽量使 1oz 的铜通过每安培电流时线宽为 30mil，½ oz 的铜通过每安培 电流时线宽为 60mil。走开关电流的线宽应该更宽。曾经看到有人对于 10A 的电流采用 50mil 线宽的 1/2oz 铜箔，显然这个将会成为一条保险丝。切记，板子边缘的铜箔是 PCB 散热的主 要路径，由于铜的热阻明显小于板子材料玻璃纤维，因此，板子放置越多的铜箔，则其越易 于散热。

       分析完大电流的走线，再看看电流对过孔的要求。过孔是连接多层信号不可少的 PCB 结 构。很多工程师在设计电路板时为了使线路好走，使用大量的过孔。在设计电源过孔时需要 考虑到如下几个方面：

（1）对于 1A 走线，可以采用微型孔

（2）对于 2A 走线，可以采用 14mils 直径的过孔

（3）对于 5A 走线，可以采用 40mils 直径的过孔

（4）为了更好的散热，可以在过孔内填充焊料

（5）在集群的过孔之间留下铜窄道。避免“瑞士奶酪”的现象

      很多时候过孔是很危险的，如果可能的话，在承载电流器件的回路尽可能的避免放置过 孔。过孔唯一有用的地方就是它能在设计区域中引入其它多余覆铜的区域，例如一个内层可 以通过过孔并行连接到外层有电路连线的区域。

       过孔当然也有散热的功能，它可以将 PCB 正面的热量带到 PCB 的反面，以便于某些面的 散热。对于发热比较厉害的区域，使用越多的过孔，则更加有利于将此区域的热量带出来。

       当使用大量过孔时需要小心的是内部接地层会被严重缩减甚至导致几乎没有可以用的电 流路径。这种现象尤其很容易发生在非常小的电路板比如 VRM 卡上。

       如果内平面被过孔隔断（右图），那就使通道像图中左边示意的那样

       确定并检查接地层，务必保证在高电流区域内的过孔之间仍然保留大量覆铜。特别是两 层板，与之相似，也要注意这个问题。如果有任何的通过 底层的走线，不应该使它们的接地 回路成为迂回曲线，看起来像是迷宫。