### PCB线宽与电流关系详解
#### 一、计算方法
在PCB设计中，线宽与电流的关系是非常重要的一个方面。正确的计算方法可以帮助我们确保电路板能够在安全的电流范围内工作，避免因电流过大导致的过热问题。下面将详细介绍如何计算PCB线宽与电流之间的关系。
我们需要计算走线的截面积。大多数情况下，PCB的铜箔厚度为35μm。若不确定铜箔厚度，可以向PCB制造商咨询。线宽乘以铜箔厚度即为走线的截面积，需要注意的是单位要统一，通常需要将结果换算成平方毫米。
接着，有一个经验值——电流密度，范围大约在15~25A/mm²之间。将其与截面积相乘即可得到走线所能承受的最大电流。这一计算方法可以用以下公式表示：
\[ I = K \times T^{0.44} \times A^{0.75} \]
其中：
- \( I \) 为允许的最大电流，单位为安培(A)
- \( K \) 为修正系数，通常情况下内层铜线取0.024，外层铜线取0.048
- \( T \) 为最大温升，单位为摄氏度(°C)，铜的熔点为1060°C
- \( A \) 为铜箔截面积，单位为平方mil (注意不是平方毫米mm)
例如，如果走线宽度为10mil (约等于0.254mm)，铜箔厚度为1oz (35μm)，则截面积为：
\[ A = 0.254 \times 35 \times 10^{-9} = 8.89 \times 10^{-6} mm^2 \]
假设修正系数 \( K = 0.024 \) ，最大温升 \( T = 1060°C \)，代入公式计算最大电流：
\[ I = 0.024 \times 1060^{0.44} \times (8.89 \times 10^{-6})^{0.75} \approx 1.03 A \]
#### 二、数据
对于PCB的载流能力，通常缺乏权威的计算方法或公式，这使得经验丰富的CAD工程师往往依赖于个人经验来进行判断。但对于CAD新手来说，这是一个难题。PCB的载流能力主要取决于以下几个因素：
1. **线宽**：走线越宽，载流能力越大。
2. **线厚（铜箔厚度）**：铜箔越厚，载流能力越大。
3. **容许温升**：温升越高，载流能力越小。
关于10mil走线能承受1A电流的情况下，50mil走线能否承受5A电流的问题，答案是否定的。根据国际权威机构提供的数据，可以得出不同线宽所能承受的最大电流。例如，50mil (约等于1.27mm) 的1oz铜箔线，在温升为1060°C时，能承受的最大电流为22.8A。
#### 三、实验考虑
在实验过程中，还需要考虑导线长度产生的线电阻所引起的电压降。焊锡的添加主要是为了增加电流容量，但在实际操作中很难精确控制焊锡的体积。对于1oz铜箔，1mm宽的走线通常可承受1-3A电流，具体数值取决于线长和对电压降的要求。
最大电流值指的是在限定温升下的最大允许值，而熔断值则是指温升达到铜的熔点时的电流值。例如，50mil、1oz铜箔，在温升为1060°C时，最大电流值为22.8A。
#### 四、其他考虑因素
在实际设计中，每条导线还会受到焊盘和过孔的影响。例如，焊盘较多的线段，在过锡之后，焊盘部分的电流承载值会大大提高。而在焊盘与焊盘之间的走线部分，由于缺乏焊锡的增强作用，可能会成为整个电路中的薄弱环节。为了解决这个问题，可以通过增加导线宽度或者在导线上添加Solder层来提高其电流承载能力。
PCB线宽与电流的关系涉及多个方面的考量，包括计算方法、实际数据以及实际应用中的特殊需求等。通过合理的计算和设计，可以有效地保证PCB在预期的工作条件下安全可靠地运行。
