一种PCB板及增大PCB板导线通流能力的方法与流程

本发明涉及电子器件技术领域，特别是涉及一种pcb板及增大pcb板导线通流能力的方法。

背景技术：

在pcb设计领域，pcb板的稳定性会直接影响到整个电子设备的稳定性和可靠性，随着电源模块功率密度的增加，对pcb板上导线的通流能力要求也越来越高。对于大电流pcb板，目前存在通过增大pcb板面积、增加pcb板层数、增加铜厚和提高温升几种方法来增大pcb板的通流能力。而增加原料会增加pcb制作成本，过大的温升会造成pcb板温度过高、使用寿命降低和易烧毁等结果。

通过对pcb板的测试、参考相关标准和软件计算均可得知，pcb板上导线的宽度和厚度都与通流能力不成正比，因此，当电流达到几十安培，仅通过增加pcb板上的导线面积及铜厚也难以满足通流要求，当通流能力不够时导线会发热，严重时会烧毁pcb板。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种pcb板及增大pcb板导线通流能力的方法，具有能够增大pcb板通流能力的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种pcb板，包括基板和设置在所述基板上的第一导线和第二导线，所述第一导线的第一阻焊层包裹在所述第一导线的第一线芯外表面，其特征在于，所述第二导线，具体包括：

第二线芯和经阻焊开窗处理后的第二阻焊层；

所述第二阻焊层设置在所述第二线芯外表面，所述第二阻焊层的阻焊开窗处覆盖有导电材料。

可选的，

所述第一线芯和所述第二线芯的材质均为铜。

可选的，

所述导电材料为锡。

一种增大pcb板导线通流能力的方法，包括：

获取pcb板的预设承载电流量、导线线芯的厚度、导线的温升和导线间距；

确定所述pcb板上超过所述预设承载电流量的导线；

根据所述预设承载电流量、所述导线线芯的厚度和所述温升确定超过所述预设承载电流量的导线的期望宽度；

判断所述导线的期望宽度是否满足所述导线间距的要求，若不满足，则将所述超过所述预设承载电流量的导线进行阻焊开窗处理，并在所述阻焊开窗处涂覆锡膏。

可选的，所述在所述阻焊开窗处涂覆锡膏，具体包括：

在所述pcb板上设置钢网；所述钢网的通孔位于所述阻焊开窗处，所述通孔的大小与所述阻焊开窗的大小匹配；

在所述阻焊开窗处涂覆定量的锡膏。

可选的，所述在所述阻焊开窗处涂覆锡膏，之后还包括：

移除所述钢网；

将所述pcb板进行过炉处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种pcb板，包括基板和设置在基板上的第一导线和第二导线，第一导线的第一阻焊层包裹在第一导线的第一线芯外表面，其中，第二导线，具体包括：第二线芯和经阻焊开窗处理后的第二阻焊层，第二阻焊层设置在第二线芯外表面，第二阻焊层的阻焊开窗处覆盖有导电材料，能够增大pcb板通流能力。

本发明还提出了一种增大pcb板导线通流能力的方法，获取pcb板的预设承载电流量、导线线芯的厚度、导线的温升和导线间距，并获取pcb板上超过预设承载电流量的导线，然后根据预设承载电流量、导线线芯的厚度和温升确定超过预设承载电流量的导线的期望宽度，判断导线的期望宽度是否满足导线间距的要求，若不满足，则将超过预设承载电流量的导线进行阻焊开窗处理，并在所述阻焊开窗处涂覆锡膏。本发明提供的增大pcb板导线通流能力的方法，在pcb板导线的阻焊层上设置阻焊开窗，在节约成本的基础上，增大了pcb板上导线的通流能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的pcb板导线结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的增大pcb板导线通流能力的方法流程图；

图3为本发明实施例中提供的pcb走线载流计算器图；

图4为本发明实施例中提供的交流伺服驱动器三相输入pcb布线示意图；

其中，1-第一导线；2-第二导线；3-阻焊开窗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种pcb板及增大pcb板导线通流能力的方法，具有能够增大pcb板通流能力的优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中提供的pcb板导线结构示意图，如图1所示，本发明提供的pcb板，包括基板和设置在基板上的第一导线1和第二导线2，第一导线1的第一阻焊层包裹在第一导线1的第一线芯外表面，第二导线2具体包括：设置有一个或多个阻焊开窗3的第二阻焊层和第二线芯；第二阻焊层设置在第二线芯外表面，第二阻焊层的阻焊开窗3处覆盖有导电材料，能够增大pcb板的导线通流能力。

其中，第一线芯和第二线芯的材质为铜，覆盖在阻焊开窗3上的导电材料为锡。

图2为本发明实施例中提供的增大pcb板导线通流能力的方法流程图，具体方法如下：

步骤101：获取pcb板的预设承载电流量、导线线芯的厚度、导线的温升和导线间距。

步骤102：获取pcb板上的超过预设承载电流量的导线。

步骤103：根据预设承载电流量、导线线芯的厚度和温升确定超过预设承载电流量的导线的期望宽度。

步骤104：判断导线的期望宽度是否满足导线间距的要求，若不满足，则执行步骤105。

步骤105：将超过预设承载电流量的导线进行阻焊开窗处理(即在预设承载电流量的导线的阻焊层上设置阻焊开窗)，并在阻焊开窗处涂覆锡膏。

在阻焊开窗处涂覆锡膏，具体包括：在pcb板外设置带有通孔的钢网。通孔位于阻焊开窗处，通孔的大小与阻焊开窗的大小相等。在通孔处涂覆锡膏，使定量的锡膏涂覆到阻焊开窗上。在通孔处涂覆锡膏，之后还包括：移除钢网后将pcb板进行过炉处理。

pcb的载流能力取决于以下因素：线宽、铜箔厚度、容许温升。常用的计算载流能力的方法是查表和公式计算。表1是线宽与电流关系表，如表1所示。

表1线宽与电流关系表

获取线宽和电流的关系的方法除了查表，还可以根据公式计算，根据公式i＝kt^0.44a^0.75,w＝a/d计算线宽与电流的关系，其中k表示修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048；t表示最大温升，单位为℃(铜的熔点是1060℃)；a表示覆铜截面积，单位为平方密耳；i表示容许的最大电流，单位为安培(a)；w表示线宽，单位为密耳(mil)；d表示导线厚度，单位为盎司(oz)。

图3为本发明实施例中提供的pcb走线载流计算器图，填入电流、铜厚、温升，就可以根据公式算出pcb板外层和内层的走线宽度。由图3所示的计算结果可知，公式计算和查表得到的结果一致。

表2是载流量为20a的方案汇总表，如表2所示。

表2载流量为20a的方案汇总表

以载流量为20a为例，通过公式计算和查表，得到表2所示的9种方案后，对表2所示的9种方案进行分析。方案1至3选择导线铜厚为1oz(铜厚指导线线芯厚度)，成本较低，但是pcb板的走线宽度较大，pcb板的尺寸通常很小，无法满足太宽的走线或铺铜面积；方案4至6选择导线铜厚2oz，走线宽度虽然较方案1至3有所降低，但实现起来依然有困难。方案7至9选择铜厚为3oz，虽然走线宽度较小，但是制作导线铜厚为3oz的pcb板不是常规工艺，制板成本高，因此以上几种设计方案都有一些不足。当然，当一层走线无法满足通流量时，也可以考虑增加pcb板层数来增加通流，只是pcb制板成本也会相应增加。在实际设计中还要考虑环境因素、制造工艺、板材工艺和板材质量等各种因素，在进行pcb设计时，需要在公式计算和查表的结果的基础上，设计出10％余量。

本发明提供的增大pcb板导线通流能力的方法，在pcb设计时，可在通流不够的导线阻焊层上增加的2d线，方法如下：

如图3所示，预设承载电流量为20a，铜厚为2oz，温升为10摄氏度时，如仅在pcb板外层走线，走线宽度需要368.4mil(即9.4mm)，如仅在pcb板内层走线，走线宽度需要958.4mil(即24.3mm)，考虑到环境因素、制造工艺、板材工艺、板材质量等，设计时将计算结果增加10％的余量，可知，pcb板外层所需走线宽度为405mil(即10.3mm)，pcb板内层所需走线宽度为1054mil(即26.8mm)。

图4为本发明实施例中提供的交流伺服驱动器三相输入pcb布线示意图，其中，p-uzk表示功率变换电路直流母线正端，m-uzk表示功率变换电路直流母线负端，表示限制接地保护部分瞬态电压的措施，为逆变功率管。逆变功率管具强电开关的作用。在逆变功率管上并联续流二极管，为电机能量的返回提供通道。

表3是功率变换电路电气间隙、爬电距离和走线间距关系表，如表3所示。

表3功率变换电路电气间隙、爬电距离和走线间距关系表

图4中各个部分的所需的导线间距均列在表3中，表3是对封闭型设备的要求，开放型设备不在此要求之列。在表3中，打*号的字母对应的数值为该字母对应的区域与外壳之间的要求，打*号的数值与iec61800-5-1和ul508/ul508c要求是一致的。每个字母对应图4中的一个封闭区域，表3中每个字母对应的电气间隙和爬电距离均有两个数值，其中较小的数值为标准要求，较大的数值为提高要求。设置承载预设电流量的导线(即第二导线)的数量为三条，其中相邻两条第二导线的中心距为5mm，而电气间隙要保证3mm，因此最大走线宽度4mm，所以令pcb板上所有导线线芯的宽度均为4mm。

利用cad软件在4mm的线芯的阻焊层上上增加两条1mm的2d线，两根2d线间距0.5-1mm，在pcb板做出来以后，画2d线图形的区域即为阻焊开窗(即不盖绿油，铜皮裸露)和助焊开窗的位置，在阻焊开窗处刷上锡膏后对pcb板进行过炉处理，pcb板过炉后，画2d线的位置就可以直接镀上一定厚度的焊锡，不需要在pcb板焊接完成后，再手动镀锡。根据导线上焊锡的厚度和均匀度，这条4mm的线芯可以看作为一条6mm～7mm线芯，pcb板内层和外层结合起来pcb板的走线宽度能达到12～14mm，即可以满足20a的预设承载电流量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。