PCB信号完整性之电流安全设计

1、PCB信号完整性信号完整性之之电流安全设计电流安全设计电流安全在PCB设计中的重要性产品的运行是以电流为能量来运行的，那么在产品实现过程中，PCB作为一个重要的电流载体，其电源设计的好坏直接影响产品的（安全）使用和功能实现。电流安全设计如何在PCB中的体现？一、走线载流量满足额定电流通过要求；二、过孔载流量满足额定电流通过要求；三、电源走线安全(安规)设计要求；四、电源安全布局准则；一、走线载流量满足额定电流通过要求如何满足呢？此涉及两个方面的内容：1、线宽；2、线厚；线宽、线厚之公式计算先计算线的截面积，大部分PCB的铜箔厚度为35um（不确定的话可以问PCB厂家）它乘上线宽就是截面积，注意

2、换算成平方毫米。公式为： I=KT0.44A0.75 公式说明： K为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048； T为最大温升，单位为摄氏度；A为覆铜截面积，单位为平方MIL(不是毫米mm，注意是square mil.)；I为容许的最大电流，单位为安培(amp)；例如：计算10摄氏度温升，5A电流，外层布线需要的线宽？50.048*100.44*A0.75A0.75=5/(0.048*100.44)=37.82平方MILA=126.96MIL=3.2mm单位换算是：1inch =25.4mm1000mil1 oz.铜铜=35微米微米厚，厚，2 oz.=70微微米厚米厚,

3、1 OZ =0.035mm 为了使用方便，快速的得到结果，我们一般使用软件进行计算。软件如下图所示：线宽、线厚之软件计算线宽、线厚之IPC-2221参考通用表格（外层）线宽的单位是：Inch （1inch 英英寸寸=25.4 millimetres 毫米）毫米）1 oz.铜铜=35微米微米厚，厚，2 oz.=70微微米厚米厚, 1 OZ =0.035mm 1mil.=0.001inch. 二、过孔载流量满足额定电流通过要求；如何满足呢？此涉及三个方面的内容：1、铜厚（可以从制板厂获取或直接制定厚度要求，但要符合板厂制造能力。一般为35um）；2、孔径；3、孔数量；过孔载流量计算前面已经对线宽载

4、流量进行了讲解，此过孔载流量与其相似，只要把过孔的孔周长计算出来，再乘以铜箔厚度就得到截面积，再套用前面的公式就可以算出过孔载流量了。孔周长公式如下：S=2 R DR为孔半径，D为孔直径。注：同走线宽度载流量结果获取方式相似，过孔载流量结果获取也有软件计算方式，图表查询，此不一一列举了。孔数量如何确定？当走线上的1个过孔已无法满足电流载流量时，就需要多增加几个过孔，以满足载流量的要求。要求：需求载流量单孔载流量*孔数量三、电源走线安全(安规)设计要求电压与走线距离要求见下图：四、电源安全布局准则 11、有 条 件的情况下，尽量采用单独的电源层和地层进行供电；原因：如此设计的目的是尽可能减少网络中的阻抗。操作方法：之电源总线法：即使用单独一条较粗的走线来作为整板电源供线使用，各个元器件悬挂其上，可达到均衡电流、降低噪音的目的；之电源位面法：即单独使用一层位面来作为电源层使用的方法。其更可能为整个系统提供全电压，整体阻抗小。2、电 源走 线不能中间细两头粗；原因：以免电 源走 线上产生过大的降压；操作方法：同一电源走线粗细一致，拐弯要采用大于90度的钝角，最好用圆弧形。电源的过孔要大一些，而且在版图允许的情况下，最好在过孔处加撼波电容。四、电源安全布局准则 2四、电源安全布局