為什么大電流需要用厚銅板

電路板著火、元器件冒煙，甚至爆炸，是不少電子工程師的日常，尤其是需要過(guò)大電流的電源板，電壓高、電流大，非常容易著火——那如何避坑呢?針對(duì)這種情況，當(dāng)然是選擇設(shè)計(jì)成厚銅板啦~~

厚銅板是什么?

厚銅板，顧名思義，就是線路層較厚的PCB板，有的工廠，會(huì)把線路層銅厚≥2oz的PCB板，與一般的板子區(qū)別開(kāi)來(lái)，稱為厚銅板。(目前業(yè)內(nèi)暫無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但CPCA在2021年發(fā)布的《電子電路行業(yè)術(shù)語(yǔ)和定義》的第4版意見(jiàn)征集稿中，對(duì)于厚銅板的定義為：含有線路導(dǎo)體銅厚度大于105μm(3oz)的印制板，包括單面板、雙面板和多層板)。

為什么大電流需要用厚銅板?

首先，厚銅板載流能力強(qiáng)。

根據(jù)公式：

(其中，I表示可負(fù)載電流，U表示電壓，R表示電阻，S表示線路橫截面積，ρ表示電阻率，L表示線路長(zhǎng)度，w表示線路寬度，h表示線路厚度)

可知，在其他條件不變的情況下(尤其是線路寬度)，線路的可負(fù)載電流I與線路的厚度h成正比，線路越厚，則可負(fù)載電流越大。

載流與銅厚、線寬的相關(guān)性

其次，厚銅板散熱性好。

大家都知道金屬基板吧，這其中的典型代表就是鋁基板、銅基板，它們具有極佳的散熱性能。而厚銅板，因?yàn)殂~厚相對(duì)較厚，也可具備一定的散熱性能。

如下為一組關(guān)于銅箔厚度對(duì)散熱性影響的相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

采用單一變量法，逐漸增加銅箔的厚度，測(cè)量銅箔兩端面的溫度差值。

根據(jù)變化曲線可知，隨著銅箔厚度的逐漸增加，試品兩端面的溫度差值逐漸減小。

因此，把板子設(shè)計(jì)成厚銅板，可以提升板子的散熱性能。

最后，厚銅板能減少熱應(yīng)變。

根據(jù)公式：

(其中，Q表示發(fā)熱量，I表示通過(guò)的電流，R表示電阻，t表示通電的時(shí)間，ρ表示電阻率，L表示線路長(zhǎng)度，S表示線路橫截面積，w表示線路寬度，h表示線路厚度)

可知，在其他條件不變的情況下，線路的發(fā)熱量與線路厚度成反比。

因此，把板子設(shè)計(jì)成厚銅板，可以減少發(fā)熱量，進(jìn)而減少因發(fā)熱而導(dǎo)致的熱應(yīng)變。

綜上所述，區(qū)別于普通PCB，厚銅板具備承載大電流、散熱性好、減少熱應(yīng)變的顯著優(yōu)點(diǎn)，大大降低了燒板的風(fēng)險(xiǎn)，是大電流PCB設(shè)計(jì)的極佳選項(xiàng)。此外，設(shè)計(jì)成厚銅板，還能增加電路板的機(jī)械強(qiáng)度以及減小終端產(chǎn)品體積等優(yōu)勢(shì)。

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