PCB电流密度设计指导书.doc

1、规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 1 页 共 34 页 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 艾默生网络能源有限公司艾默生网络能源有限公司 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 2 页 共 34 页 修订信息表修订信息表 版本修订人修订时间修订内容 V1 0张济忠2004 5 27新拟制 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 3 页 共 34 页 目目 录录 前前 言言 4 1 目目 的的 5 2 适用范围适用范围 5 3 引用引用 参考标准或资料参考标准或资料 5 4 名词名词解解释释 5 5 规范简介规范简介 5 6 规范内容规范内容 5 6 1 铜箔电流密度 5 6 1 1 基本规律 5 6 1 2 铜箔厚度 宽度 载流关系 5 6

2、1 2 1 单面板 20 温升 6 6 1 2 2 单面板 40 温升 7 6 1 2 3 单面板 60 温升 8 6 1 2 4 双面板 20 温升 9 6 1 2 5 双面板 40 温升 10 6 1 2 6 双面板 60 温升 11 6 1 2 7 四层板内层 20 温升 12 6 1 2 8 四层板内层 40 温升 13 6 1 2 9 四层板内层 60 温升 14 6 1 2 10 四层板表层 20 温升 15 6 1 2 11 四层板表层 40 温升 16 6 1 2 12 四层板表层 60 温升 17 6 1 2 13 十层板 2oz 18 6 1 2 14 十层板 5oz 19 6 2 过孔电流密度 21 6 2 1 基本规律 21 6 2 2 孔壁铜厚 载流 温升关系图 21 6 2 2 1 孔壁铜厚25um 孔径20mil 22 6 2 2 2 孔壁铜厚25um 孔径22mil 23 6 2 2 3 孔壁铜厚25um 孔径24mil 24 6 2 2 4 孔壁铜厚25um 孔径32mil 25 6 2 2 5 孔壁铜厚40um 孔径24mil 26 6 2 2 6

3、孔壁铜厚40um 孔径32mil 27 6 2 2 7 孔壁铜厚60um 孔径22mil 28 6 2 2 8 孔壁铜厚60um 孔径24mil 29 6 2 2 9 孔壁铜厚60um 孔径32mil 30 6 2 2 10 孔壁铜厚60um 孔径37mil 31 6 2 2 11 孔壁铜厚60um 孔径45mil 32 6 2 2 12 孔壁铜厚60um 孔径20mil 33 7 附附录录 33 7 1 PCB铜箔过孔电流密度测试工艺实验简介 33 7 1 1 测试设备 33 7 1 2 测试板设计 33 7 1 3 铜箔载流实验测试方法 33 7 1 4 过孔载流实验测试方法 34 7 2 有关PCB铜箔电流密度设计的其他公司规范 34 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 4 页 共 34 页 前前 言言 本规范由艾默生网络能源有限公司研发部发布实施 适用于ENPC的PCB设计活动 本规范由 各产品开发部 电子工艺部 等部门参照执行 本规范拟制部门 电子工艺部 本规范拟

4、制人 张济忠 本规范会签人 由电子工艺专家组成员参与会签 朱崇才 罗从斌 赵景清 操方星 祖延 津 陈绪胜 葛雪涛 陈贵林 本规范批准人 季明明 本规范发布人 研发业务管理办 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 5 页 共 34 页 1 目 的 在产品的PCB设计过程中 指导铜箔 导通孔的电流密度的设定 2 适用范围 本指导书适用于艾默生网络能源有限公司所有产品的PCB设计 本指导书由艾默生网络能源有限公司研发部电子工艺部主管或其授权人员 负责解释 维 护 发布 研发部QA负责监督执行 3 引用 参考标准或资料 PCB铜箔过孔电流密度测试工艺实验总结 Q DKBA Y004 1999 印制电路板 PCB 设计规范 华为技术有限公司 4 名词解释 导通孔导通孔 Via 一种用于内层连接的金属化孔 但其中并不用于插入元件引线或其它增强材 料 过孔过孔 Through via 从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔 铜箔厚度铜箔厚度 Copper thickness 在PCB

5、设计加工中 常用盎司 oz 作为铜箔厚度的单位 1oz铜 厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为1盎司 对应的物理厚度为35um 2oz铜厚为70um 以 此类推 5 规范简介 本指导书主要依据 PCB铜箔电流密度研究 项目的结果进行总结 相关数据引用 PCB铜箔 过孔电流密度测试工艺实验总结 报告 用以指导设计时电流密度的设定 由于所有的数据均来自于实验结果 而在工艺试验的过程中 工艺试验的方案存在一定的局 限性 因此实验结果仅能作为设计的参考 实际设计过程中还要结合具体的单板 并根据单板的 热分布 器件布局调整电流密度的设定 有关实验情况请参考本指导书的附录附录部分 6 规范内容 6 1 铜箔电流密度 6 1 1 基本规律 6 1 1 1 铜箔的电流密度与它的宽度成反比 开始电流密度随宽度增加迅速减小 变化率也迅速变 小 最后逐渐趋于稳定 6 1 1 2 PCB表层散热较好 PCB表层的载流能力平均比内层高出20 30 6 1 1 3 试验数据表明3oz以上铜箔厚度的增加并不能有效地提高载流能力 平均每增加1oz提高 5 15 随着铜箔宽度的增加这一比例逐渐减小 6 1 1 4

6、在同等散热情况下 相邻两层铜箔并联通电流 相比单层同等宽度通电流 载流能力提高 大约3 9 6 1 2 铜箔厚度 宽度 载流关系 电流密度的设定与铜箔因导电流发热而引起的温升紧密相关 因此试验数据基本按照这种关 系总结 按单面板 双面板 四层板表层 四层板内层 十层板分别说明 注 以下图表横坐标铜箔宽度小于1mm时 曲线只是示意变化趋势 数据失真较大不予采用 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 6 页 共 34 页 6 1 2 1 单面板 20 温升 20 温升时铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 4oz 3oz 2oz 1oz 20 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 140 0 160 0 0 02 04 06 08 010 012 01

7、4 0 铜箔宽度 mm 电流密度 A mm2 1oz 2oz 3oz 4oz 5oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 7 页 共 34 页 6 1 2 2 单面板 40 温升 40 温升铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 4oz 3oz 2oz 1oz 40 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 140 0 160 0 180 0 200 0 220 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流密度 A mm2 1oz 2oz 3oz 4oz 5oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张

8、济忠页码 第 8 页 共 34 页 6 1 2 3 单面板 60 温升 60 温升铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 4oz 3oz 2oz 1oz 60 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 140 0 160 0 180 0 200 0 220 0 240 0 260 0 280 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流密度 A mm2 1oz 2oz 3oz 4oz 5oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 9 页 共 34 页 6 1 2 4 双面板 20 温升 20 温升时铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25

9、0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 3oz 2oz 20 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流密度 A mm2 5oz 3oz 2oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 10 页 共 34 页 6 1 2 5 双面板 40 温升 40 温升铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 3oz 2oz 40 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 140 0 160 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流密度

10、 A mm2 5oz 3oz 2oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 11 页 共 34 页 6 1 2 6 双面板 60 温升 60 温升铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流 A 5oz 3oz 2oz 60 温升电流密度 铜箔宽度 铜箔厚度关系图 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 120 0 140 0 160 0 180 0 0 02 04 06 08 010 012 014 0 铜箔宽度 mm 电流密度 A mm2 5oz 3oz 2oz 规范编码 TS M0E04001 PCBPCB电流密度设计指导书电流密度设计指导书 版本 V1 0密级 内部公开 ENP研发部执笔人 张济忠页码 第 12 页 共 34 页 6 1 2 7 四层板内层 20 温升 20 温升时铜箔厚度 宽度 载流 关系图 0

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