PCB过孔的孔径大小对通流的影响

我们先用Saturn的工具来算一下过孔的载流，还是采用IPC2152修正后的规范。
需要下载 Saturn的工具的，可以前往 http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/Show.aspx?id=1039

镀铜厚度IPC2级或者IPC3级标准一般为0.8mil到1mil，我本来的计划是使用较小的0.8mil。上周五周六的高速先生培训，有朋友提出极限情况下，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。

  

虽然我觉得一个好的板厂，还是能满足至少0.8mil的孔壁镀铜厚度。不过在这篇文章，我还是决定采纳那位朋友的意见，按照The Worst Case为0.7mil的孔壁镀铜厚度来进行评估。有对孔壁镀铜厚度的构成及IPC铜厚标准不熟悉的朋友，可以前往http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/show.aspx?id=1045阅读。

 

设置如上图的参数之后，我们分别对过孔载流做了计算，总结如下表：

对上面表格，我的一些分析：

1、12mil的孔径可以安全承载1.2A左右电流，比行业里普遍认可的0.5A要宽松；
2、更大的16mil、20mil甚至24mil的孔径，在载流上优势并不明显，也就是很多人回答说并不是线性增加。

所以我个人会比较推荐使用10~12mil的孔径来承载电流，效率更高，也更方便设计。那么，是不是知道这个过孔载流数据，然后就可以安全的进行设计了呢？我们来看看一些仿真的案例：

20A电流，打了20个12mil过孔，按照每个孔承载1.2A来计算，感觉非常安全。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。原因就还是那句话：电流没有你想象的听话。

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。由于文章篇幅的关系，没法放太多的案例，如果大家感兴趣，可以在微信后台联系高速先生小编。只要回复的人比较多，我们可以加一篇文章讨论这个问题。

所以上期的问题答复，我给大家都扣了1分，原因就是：在电流达到20A这个量级或者更大时，常规的通过经验或者公式计算的铜皮载流和过孔载流，都存在风险。最有效的方式就是通过DC仿真软件来进行评估。

帮Sigrity的POWERDC或者类似的软件打个广告哈（不知道可不可以要求广告费呢^-^）。直流压降类的仿真，算法不复杂，设置也简单，仿真结果比较准确，对大电流的设计帮助非常大。PCB设计工 程师或者硬件工程师开始接触仿真的入门必备工具哈。