校内体
作为⼀个做设计的新⼿,在刚学PCB设计时,经常会由于电源通道处理不当(过孔数量打的不够、电源通道路径不够宽),⽽导致PCB设计不合格,⽣产出来的PCB报废。那么,我们在做PCB设计时电源通道处过孔需要怎么打哪个类型的?过孔数量要打多少个?本篇⽂章将给⼤家作⼀些详细的介绍。社会主义法治的基本原则
欧阳智微过孔定义
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。过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺⼨。
校正系数⼀般我们常规的PCB板⽣产都是按IPC2级标准⽣产,⽣产的孔铜厚度⼀般为0.8mil到1mil左右(⼤家可以查⼀下IPC2级标准的具体内容)。⽣产时⼤家以为的⽣产出来的过孔是这个理想的情况(如下图⽰),孔的⼤⼩规整,孔铜厚度⾮常匀称:
理想很丰满,不过现实却。。。。。。。实际我们⽣产出来的PCB上的过孔是这种情况(下图⽰,⽣产质量较好的情况下)。
⼤家可以看到,⼀般⽣产出来的PCB的过孔孔壁的镀铜厚度可能上下宽,中间窄,所以最窄的地⽅极限可能是0.7mil。现在,我们可以基于最窄孔铜厚度来计算温升在10度情况下(常规PCB使⽤情况下),我们所使⽤的不同⼤⼩过孔的载流能⼒,结果如下图⽰:
看到上⾯表格,⼤家是不是会产⽣疑问:我们做PCB设计时,在处理电源时⽤⼤的孔径(16mil、20mil)就好了,可以保证其通流能⼒。但为什么⼀般都使⽤10mil、12mil过孔呢?理由有以下⼏个:
1、对于常规板,⽤10mil、12mil过孔是可以满⾜其承载电流的能⼒的。 2、⽤10mil、12mil过孔,在做PCB设计时,设计效率会更⾼,⽅便我们设计。
李冬民
我们知道单个过孔载流能⼒,是不是直接⽤公式除⼀下电流设计值然后就可以得到相应过孔数量,在设计时打此数量就可以保证设计安全性呢?我们来看⼀下某公司的仿真案例:
仙企鹅20A电流,打了20个12mil过孔,按照每个孔承载1.2A来计算,应该⾮常安全。但是实际上电流并没有你想象的听话,并不是在20个过孔⾥⾯平均分配的。简单的DC仿真,就可以看到过孔电流的情况。有些过孔⾛了2.4A的电流,有些才200mA。当然,这个设计可能最终并不会有太⼤风险。因为12mil的过孔在温升30度的时候是可以承载2A以上电流的。但是,如果不均匀性进⼀步放⼤呢?这个是和你电流的通道,过孔的分布、数量都有关系的,万⼀某个过孔⾛了3A甚⾄4A的电流呢?并且这时候你打25个或者30个过孔,只要没有在电流的关键位置,提供的帮助并不会很⼤。原因就是电流没有你想象的听话,不是均匀分布。这个结论在确定铜⽪宽度时也是成⽴的。我们从很多的仿真结果都能发现,当⼤电流设计在⼀层铜⽪不够⽤的情况下,多增加⼀层来⾛电流,电流也并不会平均分配。⼀般我们在做设计的时候会考虑在电源通道多打⼏个过孔,虽然不能完全确认打的过孔有效,但考虑到⽣产的因素,⽐如⽣产时电源通道某个过孔会由于⽣产不合格⽽失效,多打的过孔有⼀定的补充作⽤。