过孔载流与压降计算
电流只走孔壁那圈薄铜。0.3 mm 孔、20 μm 镀铜,截面还不到 1 mm 走线的一半。
5.3:1
单孔能力
需要调整0.61A / 孔(80% 降额)
孔壁截面 0.0188 mm²,内层公式满载 0.76 A
需要处理
- 每孔 0.75 A 超过 80% 降额值 0.61 A,长期满载时余量不足。
不同孔径的对比
3 A,4 孔,温升 10°C| 孔径 / 焊盘 | 单孔降额载流 | 需要孔数 | 实际温升 | 深径比 |
|---|---|---|---|---|
| 0.2 mm / 焊盘 0.45 mm | 0.46 A | 7 | 18.7 °C | 8.0:1 |
| 0.3 mm / 焊盘 0.6 mm | 0.61 A | 5 | 9.6 °C | 5.3:1 |
| 0.45 mm / 焊盘 0.8 mm | 0.82 A | 4 | 4.9 °C | 3.6:1 |
| 0.8 mm / 焊盘 1.3 mm | 1.24 A | 3 | 1.9 °C | 2.0:1 |
使用说明
载流用 IPC-2221 的经验式 I = k·ΔT0.44·A0.725,A 为孔壁截面积(mil²),过孔按内层系数 k=0.024 取值。它比 IPC-2152 保守,但对电源过孔足够。
孔壁截面按 π × 孔径 × 镀铜厚度算,这是薄壁圆环的近似。实际孔壁有锥度,中间薄两头厚,所以镀铜均匀性差的板子要按最薄处复核。
大电流路径建议每个过孔不超过降额值的 80%,并在平面层上均匀分散,避免所有电流挤在一处。压降超过 20 mV 时,优先加孔而不是加粗走线。
常见问题
一个 0.3 mm 过孔能过多大电流?
按 20 μm 镀铜、10°C 温升、内层 k=0.024 估算,孔壁截面约 0.019 mm²(29 mil²),单孔约 0.8 A。想稳妥过 3 A 至少要 5 个孔,实际工程里常按 1 A/孔 做粗算,再留 20% 余量。
为什么过孔载流比同宽走线小这么多?
走线的导电截面是线宽 × 铜厚,1 mm 宽、1 oz 铜约 0.035 mm²;0.3 mm 孔、20 μm 镀铜的孔壁截面只有 0.019 mm²,还不到一半。而且孔壁在板子中间散热差,所以载流能力更低。
深径比多少算安全?
常见板厂能做到 8:1,成熟工艺 10:1,超过 10:1 要确认孔壁镀铜均匀性。1.6 mm 板配 0.3 mm 孔是 5.3:1,没问题;3.2 mm 厚板配 0.2 mm 孔就是 16:1,镀铜中间会偏薄,载流和可靠性都要打折。
过孔的电阻和压降要算吗?
小信号不用,大电流要算。0.3 mm 孔、20 μm 铜、1.6 mm 板,单孔电阻约 1.3 mΩ;10 A 走一个孔就是 13 mV 和 0.13 W。并联 4 个降到 3 mV 左右,压降和发热都可控。
电源过孔越多越好吗?
不是。孔多占面积、增加钻孔成本,还会在平面层开出很多反焊盘,挤占回流路径。按载流算出最少孔数,再按压降和温升各留 20% 余量即可。高频场合还要考虑过孔电感,不是越多越好。
镀铜厚度写 20 μm 还是 25 μm?
IPC 二级要求孔壁平均 20 μm、最薄 18 μm,很多板厂默认 20–25 μm。按 20 μm 算最保守;如果板厂明确写 25 μm,可以按 25 μm 复核,但不要按 35 μm 估,那通常是外层铜厚不是孔壁。