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最早普遍使用的PCB设计标准是IPC-2221(1998年版)里面包含了早期的印刷板通用设计标准说明，随着工艺步骤优化和工艺能力的提高，许多参数发生了变化，因此之后修订了IPC-2221A(2003年版)和最新的IPC-2221B(2012年版)每一版都对模型做了优化修改和细化说明，在IPC-2221和IPC-2221A中将PCB的载流能力也做了简单说明，由于载流能力设计热管理的模型分析较为复杂，在IPC-2221B中直接将其略去，以单独的IPC-2152(2009年版)具体说明，且对IPC协会成员进行收费才能获取，因此网络上难以找到IPC-2152的完整版原文文档。IPC-2221的三个版本原文我已上传网盘，但根据国外公司实践发现其中的部分模型计算公式还需要做进一步修正，因此在我们考虑载流能力时还需要具备一定的余量，IPC-2221中的数据仅供参考，但文档中的模型说明仍然有很好的参考价值。国内较为流行的一张铜厚和走线宽度与载流能力的表格见下，这是国内Layout工程师经过实践证明室温25°C中的10°C温升下的安全参数，但这个参数并不是极限参数，且表格数据不算全面，只有部分离散点。同时如果将铜箔作为导线通过较大恒定电流时还应将表格数据降低50%留余量去选择考虑。表格数据应该代表的是峰值电流大小，同时测试条件也是在低海拔室温和。（数据来源网络，仅供参考。）
|
厚度 |
70um(2OZ) |
50um(1.5OZ) |
35um(1OZ) |
|
10mm(394mil) |
24.00A |
20.40A |
18.00A |
|
9.5mm(374mil) |
22.80A |
19.38A |
17.10A |
|
9mm(354mil) |
21.60A |
18.36A |
16.20A |
|
8.5mm(335mil) |
20.40A |
17.34A |
15.30A |
|
8mm(315mil) |
19.20A |
16.32A |
14.40A |
|
7.5mm(295mil) |
18.00A |
15.30A |
13.50A |
|
7mm(276mil) |
16.80A |
14.28A |
12.60A |
|
6.5mm(256mil) |
15.60A |
13.26A |
11.70A |
|
5mm(197mil) |
12.00A |
10.20A |
9.00A |
|
4.5mm(177mil) |
10.80A |
9.18A |
8.10A |
|
4mm(157mil) |
9.60A |
8.16A |
7.20A |
|
3.5mm(138mil) |
8.40A |
7.14A |
6.30A |
|
3mm(118mil) |
7.20A |
6.12A |
5.40A |
|
2.50mm(98mil) |
6.00A |
5.10A |
4.50A |
|
2.00mm(79mil) |
5.10A |
4.30A |
4.00A |
|
1.50mm(59mil) |
4.20A |
3.50A |
3.20A |
|
1.20mm(47mil) |
3.60A |
3.00A |
2.70A |
|
1.00mm(40mil) |
3.20A |
2.60A |
2.30A |
|
0.80mm(32mil) |
2.80A |
2.40A |
2.00A |
|
0.70mm(28mil) |
2.55A |
2.15A |
1.80A |
|
0.60mm(24mil) |
2.30A |
1.90A |
1.60A |
|
0.50mm(20mil) |
2.00A |
1.70A |
1.35A |
|
0.48mm(19mil) |
1.93A |
1.63A |
1.33A |
|
0.46mm(18mil) |
1.83A |
1.54A |
1.26A |
|
0.43mm(17mil) |
1.73A |
1.46A |
1.19A |
|
0.40mm(16mil) |
1.70A |
1.35A |
1.10A |
|
0.38mm(15mil) |
1.65A |
1.29A |
1.02A |
|
0.36mm(14mil) |
1.54A |
1.20A |
0.95A |
|
0.33mm(13mil) |
1.43A |
1.11A |
0.88A |
|
0.30mm(12mil) |
1.30A |
1.10A |
0.80A |
|
0.28mm(11mil) |
1.26A |
1.02A |
0.77A |
|
0.25mm(10mil) |
1.14A |
0.93A |
0.70A |
|
0.23mm(9mil) |
1.03A |
0.84A |
0.63A |
|
0.20mm(8mil) |
0.90A |
0.70A |
0.55A |
|
0.18mm(7mil) |
0.80A |
0.60A |
0.39A |
|
0.15mm(6mil) |
0.70A |
0.50A |
0.20A |
|
0.13mm(5mil) |
0.59A |
0.42A |
0.17A |
|
0.10mm(4mil) |
0.47A |
0.34A |
0.14A |
|
0.08mm(3mil) |
0.36A |
0.25A |
0.10A |
国外也有公司根据IPC-2221和IPC-2152文档并结合他们内部工程师的实践修正建立了新的模型，并制作成了计算器软件，较为有名的免费软件是Saturn PCB Design Toolkit，收费软件较有名的有UltraCAD Design的PCB Trace Calculator（下载免费，使用需要license，大神应该可以尝试破解）以及该公司出版的相关书籍PCB Trace and Via Currents and Temperatures The Complete Analysis, 2nd Edition（亚马逊上有售）。国内也有一些简化的计算工具，做的较好的我也放在了链接里，注意proPCB工具里的线宽和载流能力的模型在小电流情况下没有修正（线宽小于铜厚的时候模型需要修正），因此计算结果有较大误差，但proPCB中的第三个工具铜线标准AWG型号捆线与载流能力计算还是比较好用的。
我们先来看线宽与载流能力的关系，IPC协会在2221A中定义的模型如下图，在2152中的优化模型不得而知，但这个模型已经可以做粗略计算了。
在做这个公式解释前，先说明几个不太容易理解的问题：首先是铜厚的单位，不是长度单位mm或者um而是使用质量的单位OZ。
1盎司(OZ)=0.0625磅(pb)=28.375克(g)
一盎司铜箔是指一平方英尺(1 ft2)铺上重量一盎司的铜.意即1oz/ ft。铜的密度为8.93g/cm3
1英尺(ft)=12英寸(inch)
1英寸(in)=1000密尔(mil)
1密尔(mil)=25.4微米(um)
根据单位换算得到1ft2=929.03cm2
8.93*929.03*H(厚度/cm)=28.375
计算得到H=0.0034cm=34um=1.35mil。
因此可以得到1OZ铜厚为1.35mil
回过来看上图的式子，K为修正系数，当铜箔在PCB内层时取0.024，当在PCB外层时取0.048。△T为允许的最大温升，即长时间通电的温度变化最大值，单位为°C，通常取10°C（铜的熔点为1060°C但芯片的正常工作温度通常在130°C以下）。A为截面积即刚才计算的厚度*线宽，单位为mil2，如2OZ的20mil线宽截面积即为2*1.35*20=54mil2。
国际上较权威的铜厚与线宽和载流能力的关系如下表，比最上面的表格数据要更权威一些。
Table 2 Trace Carrying Capacity per mil std 275
|
Temp Rise |
10 °C |
20 °C |
30 °C |
|||||||
|
Copper |
1/2 oz. |
1 oz. |
2 oz. |
1/2 oz. |
1 oz. |
2 oz. |
1/2 oz. |
1 oz. |
2 oz. |
|
|
Trace Width |
Maximum Current Amps |
|||||||||
|
inch |
mm |
|||||||||
|
0.01 |
0.254 |
0.5 |
1 |
1.4 |
0.6 |
1.2 |
1.6 |
0.7 |
1.5 |
2.2 |
|
0.015 |
0.381 |
0.7 |
1.2 |
1.6 |
0.8 |
1.3 |
2.4 |
1 |
1.6 |
3 |
|
0.02 |
0.508 |
0.7 |
1.3 |
2.1 |
1 |
1.7 |
3 |
1.2 |
2.4 |
3.6 |
|
0.025 |
0.635 |
0.9 |
1.7 |
2.5 |
1.2 |
2.2 |
3.3 |
1.5 |
2.8 |
4 |
|
0.03 |
0.762 |
1.1 |
1.9 |
3 |
1.4 |
2.5 |
4 |
1.7 |
3.2 |
5 |
|
0.05 |
1.27 |
1.5 |
2.6 |
4 |
2 |
3.6 |
6 |
2.6 |
4.4 |
7.3 |
|
0.075 |
1.905 |
2 |
3.5 |
5.7 |
2.8 |
4.5 |
7.8 |
3.5 |
6 |
10 |
|
0.1 |
2.54 |
2.6 |
4.2 |
6.9 |
3.5 |
6 |
9.9 |
4.3 |
7.5 |
12.5 |
|
0.2 |
5.08 |
4.2 |
7 |
11.5 |
6 |
10 |
11 |
7.5 |
13 |
20.5 |
|
0.25 |
6.35 |
5 |
8.3 |
12.3 |
7.2 |
12.3 |
20 |
9 |
15 |
24.5 |
Saturn工具中的走线宽度计算器
类似的有过孔大小的计算
以及电气安全走线间距，对于我们有阻焊的绿油PCB选择B4类型即可
附：AWG(American Wire Gauge)美国线规载流能力表
美国线规是一种区分导线直径的标准，又被称为 Brown & Sharpe（B&S）线规。这种标准化线规系统于1857年起在美国开始使用。AWG前面的数值表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量。
导线的直径与导线承载电流的能力有很大关系。线规数字越小，表示线材直径越粗，所能承载的电流就越大，具有更好的物理强度和更低的电阻，但导线越粗制作电缆所需要的铜就越多，就会导致电缆更沉、更难安装、价格也更贵；反之，线规数字越大，表示线材直径越细，所能承载的电流就越小。
AWG表适用于单根、实心、圆形的导线。双绞线的AWG值由所有导线的总横截面积决定，并且由于双绞线之间总是有一些空隙，导致相同的AWG值双绞线的直径总是略大于单根导线的直径。
AWG数值应作为基本数值标注于数据线上。例如，组网使用的五类非屏蔽双绞线一般使用AWG 24的线材，而SATA线与电话线一般是AWG 26线材，约为0.4mm。
定义直径0.005英寸为AWG 36，直径0.46英寸为AWG 0000。从AWG 36至AWG 0000等比共计40个值。AWG(American Wire Gauge)其实是美制电线标准的简称，AWG值是导线厚度（以英寸计）的函数。其中，4/0表示0000，3/0表示000，2/0表示00，1/0表示0。
|
AWG |
外径 |
截面积 |
电阻值 |
正常电流 |
最大电流 |
|
|
公制mm |
英制inch |
(mm2) |
(Ω/km) |
(A) |
(A) |
|
|
0000 |
11.68 |
0.46 |
107.22 |
0.17 |
423.2 |
482.6 |
|
000 |
10.4 |
0.4096 |
85.01 |
0.21 |
335.5 |
382.6 |
|
00 |
9.27 |
0.3648 |
67.43 |
0.26 |
266.2 |
303.5 |
|
0 |
8.25 |
0.3249 |
53.49 |
0.33 |
211.1 |
240.7 |
|
1 |
7.35 |
0.2893 |
42.41 |
0.42 |
167.4 |
190.9 |
|
2 |
6.54 |
0.2576 |
33.62 |
0.53 |
132.7 |
151.3 |
|
3 |
5.83 |
0.2294 |
26.67 |
0.66 |
105.2 |
120.0 |
|
4 |
5.19 |
0.2043 |
21.15 |
0.84 |
83.5 |
95.2 |
|
5 |
4.62 |
0.1819 |
16.77 |
1.06 |
66.2 |
75.5 |
|
6 |
4.11 |
0.162 |
13.3 |
1.33 |
52.5 |
59.9 |
|
7 |
3.67 |
0.1443 |
10.55 |
1.68 |
41.6 |
47.5 |
|
8 |
3.26 |
0.1285 |
8.37 |
2.11 |
33 |
37.7 |
|
9 |
2.91 |
0.1144 |
6.63 |
2.67 |
26.2 |
29.8 |
|
10 |
2.59 |
0.1019 |
5.26 |
3.36 |
20.8 |
23.7 |
|
11 |
2.3 |
0.0907 |
4.17 |
4.24 |
16.5 |
18.8 |
|
12 |
2.05 |
0.0808 |
3.332 |
5.31 |
13.1 |
14.9 |
|
13 |
1.82 |
0.072 |
2.627 |
6.69 |
10.4 |
11.8 |
|
14 |
1.63 |
0.0641 |
2.075 |
8.45 |
8.2 |
9.4 |
|
15 |
1.45 |
0.0571 |
1.646 |
10.6 |
6.5 |
7.4 |
|
16 |
1.29 |
0.0508 |
1.318 |
13.5 |
5.2 |
5.9 |
|
17 |
1.15 |
0.0453 |
1.026 |
16.3 |
4.1 |
4.7 |
|
18 |
1.02 |
0.0403 |
0.8107 |
21.4 |
3.2 |
3.7 |
|
19 |
0.912 |
0.0359 |
0.5667 |
26.9 |
2.6 |
2.9 |
|
20 |
0.813 |
0.032 |
0.5189 |
33.9 |
2 |
2.3 |
|
21 |
0.724 |
0.0285 |
0.4116 |
42.7 |
1.6 |
1.9 |
|
22 |
0.643 |
0.0253 |
0.3247 |
54.3 |
1.28 |
1.46 |
|
23 |
0.574 |
0.0226 |
0.2588 |
48.5 |
1.022 |
1.165 |
|
24 |
0.511 |
0.0201 |
0.2047 |
89.4 |
0.808 |
0.921 |
|
25 |
0.44 |
0.0179 |
0.1624 |
79.6 |
0.641 |
0.731 |
|
26 |
0.404 |
0.0159 |
0.1281 |
143 |
0.506 |
0.577 |
|
27 |
0.361 |
0.0142 |
0.1021 |
128 |
0.403 |
0.460 |
|
28 |
0.32 |
0.0126 |
0.0804 |
227 |
0.318 |
0.362 |
|
29 |
0.287 |
0.0113 |
0.0647 |
289 |
0.255 |
0.291 |
|
30 |
0.254 |
0.01 |
0.0507 |
361 |
0.200 |
0.228 |
|
31 |
0.226 |
0.0089 |
0.0401 |
321 |
0.158 |
0.181 |
|
32 |
0.203 |
0.008 |
0.0316 |
583 |
0.128 |
0.146 |
|
33 |
0.18 |
0.0071 |
0.0255 |
944 |
0.101 |
0.115 |
|
34 |
0.16 |
0.0063 |
0.0201 |
956 |
0.079 |
0.091 |
|
35 |
0.142 |
0.0056 |
0.0169 |
1200 |
0.063 |
0.072 |
|
36 |
0.127 |
0.005 |
0.0127 |
1530 |
0.05 |
0.057 |
|
37 |
0.114 |
0.0045 |
0.0098 |
1377 |
0.041 |
0.046 |
|
38 |
0.102 |
0.004 |
0.0081 |
2400 |
0.032 |
0.036 |
|
39 |
0.089 |
0.0035 |
0.0062 |
2100 |
0.025 |
0.028 |
|
40 |
0.079 |
0.0031 |
0.0049 |
4080 |
0.019 |
0.022 |
|
41 |
0.071 |
0.0028 |
0.004 |
3685 |
0.016 |
0.018 |
|
42 |
0.064 |
0.0025 |
0.0032 |
6300 |
0.013 |
0.014 |
|
43 |
0.056 |
0.0022 |
0.0025 |
5544 |
0.010 |
0.011 |
|
44 |
0.051 |
0.002 |
0.002 |
10200 |
0.008 |
0.009 |
|
45 |
0.046 |
0.0018 |
0.0016 |
9180 |
0.006 |
0.007 |
|
46 |
0.041 |
0.0016 |
0.0013 |
16300 |
0.005 |
0.006 |
而随着技术发展，现在导线性能不断提高。所以实际的参数会更优一些，载流能力也会更强。
这个家伙很懒，什么都没留下 