[发明专利]一种PCB中换层过孔导电能力的换算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PCB中换层过孔及导电能力的设计方法，具体地说是一种PCB中换层过孔导电能力的换算方法。

背景技术

在现在电路设计中，芯片的工作电压越来越低，在输入功率守恒的情况下由公式P＝UI，U为电压，I为电流，也就导致了输入电流越来越大。因此处理大电流的问题成为设计者必须面对的问题。在PCB设计中处理同层的大电流时，可以采用加粗导线宽度或增大覆铜的宽度和厚度的方法来解决；但是同一种电源不止在一层上流通，经常需要跨层连接，(例如，电源分割在内层，芯片在外层，则芯片需要从内层取电)，在跨层时，电源通过过孔(Via)来连接，因此出现的问题是怎样添加过孔？添加多大过孔？该加多少个过孔？在电源跨层通过过孔连接，如果过孔过小或数目过少就会出现瓶颈，引起系统供电不足；孔过大或数目过多，又会造成PCB板面空间不足，或把内层的覆铜层打烂等问题，目前还未有好的解决办法。

发明内容

本发明的目的是解决在PCB中电源换层时如何利用过孔增强大电流的导通能力的问题，提供一种PCB中换层过孔导电能力的换算方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，设定d为过孔直径，过孔的真实立体形状就是一个铜箔圆筒，圆筒直径为d，从立体几何知识可以得知，圆筒可以展开为一个宽为πd的薄长方体；因此在PCB设计中我们可以将过孔大体等同于一块宽为πd的铜箔，其中π＝3.14，一般PCB中覆铜的厚度有1/2oz、1oz、2oz等，其中oz是PCB中的表示铜箔厚度的单位，1oz＝35um，铜箔越厚，导电能力越强，因为PCB生产工艺的原因过孔中的灌铜厚度不定，所以我们做最保险的余量计算，将过孔等同于一个宽为πd，厚度为1/2oz的铜箔。

有益效果：根据以上设定，只要确定PCB设计中的采用过孔大小就可换算出通过电流的大小，反之确定通过电流的大小，就能换算出采用过孔直径的大小。通过换算或查表即可快速计算出所用过孔的导电能力，从而很方便地解决了在PCB中电源换层时如何利用过孔增强大电流的导通能力的问题。

附图说明

附图是PCB中换层过孔的断面结构示意图。

实施方式

参照说明书附图对本发明的换算方法作以下详细地说明。

本发明的一种PCB中换层过孔导电能力的换算方法，如附图所示，一过孔在四层PCB板中，d为过孔直径，其实过孔的真实立体形状就是一个铜箔圆筒，圆筒直径为d，从立体几何知识可以得知，圆筒可以展开为一个宽为πd的薄长方体；因此在PCB设计中我们可以将过孔大体等同于一块宽为πd的铜箔(π＝3.14)。一般PCB中覆铜的厚度有0.5oz、1oz、2oz等(oz是PCB中的表示铜箔厚度的单位，1oz＝35um，铜箔越厚，导电能力越强)，因为PCB生产工艺的原因过孔中的灌铜厚度不定，所以我们做最保险的余量计算，将过孔等同于一个宽为πd，厚度为0.5oz的铜箔。

通过以上的处理，得到不同宽度与厚度的铜箔的导电能力查询表，根据自己PCB设计中的过孔大小，即可计算出所用过孔的导电能力，从而解决了在PCB中电源换层时如何利用过孔增强大电流的导通能力的问题。影响导电能力的还有覆铜箔宽度和温度因素，换算表中均有对应。

实施例1：某PCB设计中，有一电源电流大小为10A，在连接走线时需要从第一层换到第二层，则此电源在换层时需要通过过孔连接，在设计中需要的过孔大小是直径d＝0.010inch，则根据本文所描述的方法计算得出每个过孔相当于πd＝3.14×0.010inch＝0.0314 inch≈0.030inch的铜箔，以最保险的余量确定此铜箔厚度为0.5oz。通过过孔导电能力换算表查得0.030inch的铜箔导电能力是1.1A，即相当于每个过孔的导电能力是1.1A，因此，要导流10A的电流至少需要打10个这样的过孔。

实施例2：某PCB设计中，有一电源电流大小为20A，在连接走线时需要从第一层换到第二层，则此电源在换层时需要通过过孔连接，在设计中需要的过孔大小是直径d＝0.025inch，则根据本文所描述的方法计算得出每个过孔相当于πd＝3.14×0.025inch＝0.0785inch≈0.075inch的铜箔，以最保险的余量确定此铜箔厚度为0.5oz。通过换算表查得0.075inch的铜箔导电能力是2A，即相当于每个过孔的导电能力是2A，因此，要导流20A的电流至少需要打10个这样的过孔。

过孔导电能力换算表