PCB基本布线规范与设计原则
PCB载流能力
PCB铜箔载流能力计算
影响PCB铜箔载流能力的因素包括——铜箔厚度（单位：盎司Oz）、布线宽度（单位：mm/mil）、开窗焊锡、加焊导流铜线铜条等。在PCB走线设计时，需重点了解前两个因素该如何配置，以确保传输所需的电流量不会过热和损坏电路板。
下图展示了嘉立创EDA中调整线宽和铜厚的方法：
PCB的线宽设计规则，在顶部菜单的设计 -> 设计规则 ->
规则管理菜单中，单位默认为mm，我们修改默认线宽即可。
在下单平台中，我们可以在PCB工艺中为多层板指定铜厚，双层板只能配置外层铜厚，4层及以上的多层板可以配置外层和内层的铜厚。铜箔厚度的单位为\(Oz\)，\(1Oz=35\mu
m\)，同理可算出\(0.5Oz=17.5\mu
m\)，\(2Oz=70\mu m\).
需注意板厚的选择会影响到内外层铜厚的选择空间，不过大多数情况下，\(1Oz \sim 2Oz\)的外层铜厚，\(0.5Oz\)的内层铜厚足够满足需求。
下面我们将介绍如何根据公式或经验确定合适的线宽和铜厚。
方法一、根据国际通用PCB制作标准IPC-2221的公式，允许通过PCB导体的最大电流和温升\(\Delta T\)、截面积\(A\)有关：
外层布线最大电流：\(I = 0.048 \cdot {\Delta
T}^{0.44} \cdot A^{0.725}\)
内层布线最大电流：\(I = 0.024 \cdot {\Delta
T}^{0.44} \cdot A^{0.725}\)
其中的参数含义为：
- \(I\)为容许通过的最大电流，单位为安培A；
- 0.024和0.048为修正系数，一般用\(K\)表示。内层走线的\(K=0.024\)，表层走线的\(K=0.048\)；
- \(\Delta T\)为最大温升，单位为摄氏度℃，常见值是10和20；
- \(A\)为走线截面积，\(截面积A = 线宽 \times 铜厚\)，注意单位为\({mil}^2\)，记得\(mil\)和\(mm\)、\(Oz\)的单位转换。（\(1mil=0.0254mm\)，\(1mm=39.37mil\)）（\(1Oz=1.378mil\)）
从上述公式我们可知，当铜厚一定时，最大电流与线宽并非近似正比，这是一个常见的误区。当走线宽度变为原来的10倍时，最大允许电流仅增大5.3倍。
方法二、常用软件计算工具：
方法三、根据经验估算：
- \(1mm\)的外层宽度，\(1Oz\)的铜厚，通流\(1A\)，内层减半；
- \(1mm\)的外层宽度，\(2Oz\)的铜厚，通流\(2A\)，内层减半；
PCB过孔载流能力计算
与走线通流能力计算相似，只需计算孔环面积即可。
方法一、根据IPC-2152标准给出的过孔横截面积计算，\(A=\frac{\pi}{4}(D^2-d^2)\)。计算顺序为先通过\(I\)、\(\Delta T\)确定截面积\(A\)，再通过\(A\)和已知的铜厚\(\frac{D-d}{2}\)，求得\(D\)和\(d\).
还有一种计算方法（推荐），将圆环沿中轴线剪开，铺成一张平面，因此内径周长可等效成线宽，即
过孔横截面积\(A=等效线宽 \times
等效铜厚=过孔内径周长 \times 孔壁铜厚=\pi d \times
\frac{D-d}{2}\).
【重要提醒】在立创EDA中，我们能找到跟过孔尺寸相关的两个属性：外直径和内直径，这两个属性和这篇文章里的\(D\)、\(d\)是容易混淆的概念。
EDA中的内直径指过孔的钻孔直径，与刀具的钻头尺寸相关；而外直径指过孔在某一层上的焊盘/铜环直径，用于保证制造可靠性和与走线连接。而\((外直径-内直径)/2\)表示环宽，而不是孔壁镀铜厚度，该厚度是由内直径进一步向内延伸出的铜厚。
那么我们在立创EDA中能否直接配置铜厚的值呢？答案是不能，该值是板厂制造工艺参数，属于默认选项。在嘉立创的官方社区问答中，可知默认过孔铜厚平均厚度大于\(18\mu m\)，且\(25\mu m\)属于“超工艺”。
方法二、软件工具计算 - Saturn PCB Toolkit
方法三、根据经验估算
PCB的过孔通流多数情况下统一使用一种孔径，以避免更换不同规格的机械钻头。
| 不同孔径的过孔载流能力 | |||
|---|---|---|---|
| 过孔直径 | 温升 10℃ | 温升 20℃（不推荐使用） | |
| 计算值（A） | 推荐值（A） | ||
| 10mil | 1.1848 | 1 | 1.6072 |
| 12mil | 1.3415 | 1.2 | 1.8199 |
| 16mil | 1.5521 | 1.4 | 2.1056 |
| 20mil | 1.7646 | 1.5 | 2.3938 |
| 24mil | 1.8720 | 1.6 | 2.5396 |
| 40mil | 2.5287 | 2.3 | 3.4305 |
| 80mil | 3.9433 | 3.6 | 5.3496 |
实际情况下，由于电流分布的不均匀性，放置多个过孔时，电流的分布不是均等的，跟过孔的分布、数量、位置都有关系。为了保险起见，最好放置计算值2倍数量的过孔。
若板上空间有限，通流能力不够，可通过开窗加锡，或者加铜条增加散热和通流能力。