第2篇：《PCB走线宽度到底该多少？电流-温升-线宽对照表直接查》

大家好我是老张。上篇讲了布局的五个铁律。布局做完接下来就是布线。布线第一个要决定的事走线多宽很多新手画板子不管什么信号、什么电流全部用默认的10mil走到底。结果电源线细得像头发丝大电流一过线发烫、电压跌落、甚至烧断。另一类人谨慎过度信号线也走40mil结果板子根本走不通。今天这篇只解决一个问题给定电流走线该选多宽文末有一张可打印的速查表下次画板子直接对着查就行。目录一、线宽由什么决定二、电流-线宽速查表1oz铜厚FR-4外层走线温升10℃三、线宽不够怎么办四种方法应对大电流方法一用铜皮代替走线方法二多条走线并联方法三开窗加锡方法四多层并联四、电源走线多宽才够两个实战案例案例一USB供电的STM32板子案例二电机驱动板的电源走线五、画完怎么检查DRC设对了吗六、速查卡可直接截图保存七、线宽检查清单布线完成后逐条过八、本篇总结一、线宽由什么决定线宽选择主要受三个因素制约第一电流承载能力。铜皮有电阻电流流过就发热。线太细温升过高轻则信号不稳重则烧断走线。这是底线必须满足。第二允许的电压跌落。即使走线不会烧断电阻也会产生压降。电源走线如果压降太大到了芯片端电压已经不够了。第三制造工艺限制。PCB厂有最小线宽和最小间距的能力。常规工艺最小线宽/间距是6mil量产能做到4mil。再小要加钱而且良率下降。信号线的线宽主要由制造工艺和阻抗要求决定高速信号才需要算阻抗电流通常不是瓶颈——一根10mil走线就能承载约1A电流对于大部分数字信号来说绰绰有余。电源线的线宽主要由电流决定。这是本文的重点。二、电流-线宽速查表1oz铜厚FR-4外层走线温升10℃下面这张表是老张根据IPC-2221标准整理的针对嵌入式最常用的1oz铜厚35μm、外层走线、允许温升10℃的情况。电流推荐线宽等效宽度备注100mA10mil0.25mm默认信号线宽度200mA10mil0.25mm默认线宽覆盖300mA10mil0.25mm默认线宽覆盖500mA12~15mil0.3~0.4mm稍有余量1A20~25mil0.5~0.65mm常用电源线1.5A30~35mil0.8~0.9mm常用电源线2A40~50mil1.0~1.3mm建议用敷铜块3A60~80mil1.5~2.0mm强烈建议用敷铜块5A120~150mil3.0~3.8mm必须敷铜或多层并联10A300~400mil7.6~10mm敷铜开窗加锡多层并联使用说明表中数据是外层走线顶层或底层。内层走线散热差同样线宽承载电流约为外层的一半。如果你有四层板内层电源层需要加倍宽度或铜厚。允许温升10℃是通用的安全设计标准。如果散热条件差密闭机壳、高温环境须进一步加宽或降额使用。铜厚2oz时同样线宽的载流能力约为1oz的1.5倍有余力也可以按2倍算但须留足设计裕量。如果走线很短比如小于5mm电流承载能力会高一些因为两端焊盘能帮助散热。信号线选宽经验 10mil对绝大多数信号来说是最优选择——够细能穿过QFP封装的引脚间隙能过单排排针间距够粗不易在生产中因蚀刻过度而断开阻抗稳定。老张习惯整板统一用10mil走信号线只有碰到BGA或高密度连接器才局部降到8mil或6mil。三、线宽不够怎么办四种方法应对大电流方法一用铜皮代替走线走线能画多宽受限于引脚焊盘宽度和过孔尺寸但铜皮可以铺成任意形状。对于超过2A的电源路径直接用多边形铜皮连接或者直接覆铜。铜皮还能顺便帮助散热。Layout时给大电流路径专门画一块铜皮区域不要用走线模式硬拉。方法二多条走线并联如果引脚焊盘太窄、一根宽线塞不进去可以在同一层或不同层画多条线并接效果等于并联电阻总载流能力为各条走线之和。注意并联的线必须尽量等长、等宽、路径对称否则电流不会均匀分配。方法三开窗加锡在铜皮上开窗去掉阻焊层露出裸铜生产时自动上锡。锡层的电阻率比铜高约6倍但增加了导体截面积载流能力提升。开窗加锡是大电流路径常用的低成本方案但不适合精密控制阻抗的高频路径——锡的厚度和形状难以精确控制会引入阻抗不连续。方法四多层并联四层及以上板可以用两层甚至多层的铜皮共同承担大电流层间用过孔连接。注意并联层之间的过孔数量要足够——过孔本身也有电阻过孔不够电流分配会不均匀。多层并联过孔数量估算常见0.3mm内径的过孔单个过孔载流能力约0.5A~1A。如果设计电流3A至少放4~6个并联过孔连接两层铜皮且过孔尽量靠近焊盘减少路径阻抗。四、电源走线多宽才够两个实战案例案例一USB供电的STM32板子场景5V USB供电经过AMS1117-3.3转成3.3V整板电流峰值约200mA。USB 5V总线到1117输入端的走线峰值电流约200mA对照速查表10mil即可。但走线长了压降也大如果5V走线有10cm长铜厚1oz下10mil走线电阻约50mΩ/cm×10cm0.5Ω200mA时压降约100mV。一般可以接受但如果板上还有其他用电点挂在同一条5V上建议加粗到20mil降低压降。3.3V输出给MCU和传感器供电峰值200mA走线20mil安全余量大局部10mil也够用。接地不要走线直接铺地平面电流从地平面回流——大铜皮电阻极低压降和发热可以忽略。案例二电机驱动板的电源走线场景12V供电驱动两个直流电机每个电机峰值1.5A两个电机同时工作时总电流可达3A。12V主电源总线到电机驱动芯片的走线单线载流3A对照表需要60~80mil。可以用一整块铜皮把电源端子、驱动芯片VIN脚、续流二极管连在一起。地回流同样要重视驱动芯片的地焊盘直接用铜皮拉到电源地过孔数量要足够每个功率地焊盘至少4个0.3mm以上过孔不要走细线。电机输出到连接器的两根线各承担1.5A建议40mil以上。如果你用双面MOS驱动瞬时峰值可能远高于持续值走线应按瞬时峰值选宽。五、画完怎么检查DRC设对了吗画完PCB以后不要靠肉眼检查每根走线宽度。在EDA软件里设置设计规则Design Rules为电源网络单独设置最小线宽规则。比如3.3V网络最小15mil5V网络最小20mil12V网络最小30mil。为大电流网络单独设置规则并打开批量规则检查。DRC跑完以后逐个确认报错。有些软件会高亮显示线宽不符规则的走线看一眼就行。不要只检查信号线很多人DRC只看了间距有没有违反忘了为电源网络配置线宽规则。到了大电流电源网络上走线跟信号线一样细DRC却不会报错。六、速查卡可直接截图保存1oz铜厚外层走线允许温升10℃电流最小线宽≤300mA10mil500mA15mil1A25mil1.5A35mil2A50mil3A80mil5A150mil10A350mil开窗加锡特殊情况修正内层走线载流能力减半或线宽加倍2oz铜厚载流能力×1.5~2短走线5mm载流能力略高密闭高温环境降额使用多条并联总载流≈各条之和但要等长等宽七、线宽检查清单布线完成后逐条过所有电源网络是否设置了最小线宽规则主电源路径线宽是否对照速查表检查过超过2A的路径是否用了铜皮或多条并联内层电源走线是否按外层一半载流能力做了加宽DRC是否已经跑过并且针对电源网络专门校核大电流路径上的过孔数量是否足够地回流的路径是否也是宽铜皮不存在细线卡脖子八、本篇总结线宽选多大不用每次上网搜、不用翻教材。对着速查表电流对上宽度直接画。十条信号线用10mil500mA电源走15mil1A走25mil2A以上直接铺铜皮。大电流铜皮开窗加锡多层并联过孔要给足。画完DRC里为每个电源网络单独设好线宽规则跑一遍逐条看。记住能用宽线的地方别走细线。多几mil宽度对PCB厂不增加成本但对你电路的稳定性和发热量影响是实实在在的。下篇预告《晶振Layout规范下方禁走线、包地屏蔽、负载电容紧贴引脚》——用正确和错误Layout的对比截图标注每条规范的物理原因附无源晶振Layout检查清单。有用的话收藏一下下次画板子布线时翻出来对照速查表。评论区说说你因为走线太细出过什么问题老张帮你分析。