電源過孔，你選大孔還是小孔？

edadoc · 發(fā)表于 2017-5-9 15:27:57

本帖最后由 edadoc 于 2017-5-9 15:30 編輯

作者：一博科技

首先把大家回答的匯總發(fā)一下，也是為了讓大家看到行業(yè)對這個(gè)問題的一些觀點(diǎn)：

我們先用Saturn的工具來算一下過孔的載流，還是采用IPC2152修正后的規(guī)范。
鍍銅厚度IPC2級或者IPC3級標(biāo)準(zhǔn)一般為0.8mil到1mil，我本來的計(jì)劃是使用較小的0.8mil。上周五周六的高速先生培訓(xùn)，有朋友提出極限情況下，過孔孔壁的鍍銅厚度可能上下寬，中間窄，所以最窄的地方極限可能是0.7mil。

雖然我覺得一個(gè)好的板廠，還是能滿足至少0.8mil的孔壁鍍銅厚度。不過在這篇文章，我還是決定采納那位朋友的意見，按照WorstCase為0.7mil的孔壁鍍銅厚度來進(jìn)行評估。我們的工藝先生東哥已經(jīng)摩拳擦掌了，下期就是他的[size=1em]關(guān)于電鍍厚度的文章，會(huì)討論表層銅箔電鍍厚度及孔壁鍍銅厚度，敬請期待。

設(shè)置如上圖的參數(shù)之后，我們分別對過孔載流做了計(jì)算，總結(jié)如下表：

對上面表格，我的一些分析：

1、12mil的孔徑可以安全承載1.2A左右電流，比行業(yè)里普遍認(rèn)可的0.5A要寬松；
2、更大的16mil、20mil甚至24mil的孔徑，在載流上優(yōu)勢并不明顯，也就是很多人回答說并不是線性增加。

所以我個(gè)人會(huì)比較推薦使用10~12mil的孔徑來承載電流，效率更高，也更方便設(shè)計(jì)。那么，是不是知道這個(gè)過孔載流數(shù)據(jù)，然后就可以安全的進(jìn)行設(shè)計(jì)了呢？我們來看看一些仿真的案例：

20A電流，打了20個(gè)12mil過孔，按照每個(gè)孔承載1.2A來計(jì)算，感覺非常安全。但是實(shí)際上電流并沒有你想象的聽話，并不是在20個(gè)過孔里面平均分配的。簡單的DC仿真，就可以看到過孔電流的情況。有些過孔走了2.4A的電流，有些才200mA。當(dāng)然，這個(gè)設(shè)計(jì)可能最終并不會(huì)有太大風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)?2mil的過孔在溫升30度的時(shí)候是可以承載2A以上電流的。但是，如果不均勻性進(jìn)一步放大呢？這個(gè)是和你電流的通道，過孔的分布、數(shù)量都有關(guān)系的，萬一某個(gè)過孔走了3A甚至4A的電流呢？并且這時(shí)候你打25個(gè)或者30個(gè)過孔，只要沒有在電流的關(guān)鍵位置，提供的幫助并不會(huì)很大。原因就還是那句話：電流沒有你想象的聽話。

這個(gè)結(jié)論在確定銅皮寬度時(shí)也是成立的。我們從很多的仿真結(jié)果都能發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大電流設(shè)計(jì)在一層銅皮不夠用的情況下，多增加一層來走電流，電流也并不會(huì)平均分配。由于文章篇幅的關(guān)系，沒法放太多的案例，如果大家感興趣，可以在微信后臺(tái)聯(lián)系高速先生小編。只要回復(fù)的人比較多，我們可以加一篇文章討論這個(gè)問題。

所以上期的問題答復(fù)，我給大家都扣了1分，原因就是：在電流達(dá)到20A這個(gè)量級或者更大時(shí)，常規(guī)的通過經(jīng)驗(yàn)或者公式計(jì)算的銅皮載流和過孔載流，都存在風(fēng)險(xiǎn)。最有效的方式就是通過DC仿真軟件來進(jìn)行評估。

幫Sigrity的POWERDC或者類似的軟件打個(gè)廣告哈（不知道可不可以要求廣告費(fèi)呢^-^）。直流壓降類的仿真，算法不復(fù)雜，設(shè)置也簡單，仿真結(jié)果比較準(zhǔn)確，對大電流的設(shè)計(jì)幫助非常大。pcb設(shè)計(jì)工程師或者硬件工程師開始接觸仿真的入門必備工具哈。