塗鍍層及元素分析/鑫知識文章三十六、PCB銅箔厚度、線寬與最大負載電流間的關係
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當今科技如此發達，其最大的主因拜IC產業的日新月異所賜。在台灣，PCB的製造與代工產業占了科技產業的五成以上，對此，如何能夠有效製作高品質且穩定的PCB，便成了廠家之間相互學習與競爭的關鍵技術之一。今天我們就來聊聊關於PCB的「銅箔厚度、線寬與最大負載電流間的關係」。
文章三十六、PCB銅箔厚度、線寬與最大負載電流間的關係
當今科技如此發達，其最大的主因拜IC產業的日新月異所賜。在台灣，PCB的製造與代工產業占了科技產業的五成以上，對此，如何能夠有效製作高品質且穩定的PCB，便成了廠家之間相互學習與競爭的關鍵技術之一。今天我們就來聊聊關於PCB的「銅箔厚度、線寬與最大負載電流間的關係」。
假設在同樣10°C溫升的條件下，一條10mil線寬的1oz走線(trace)可以承受1Amp的電流，我們應該可以很肯定50mil線寬的走線可以承受比1Amp更大的電流，但會是倍數關係的5Amps嗎？答案似乎是否定的。這裡先參考IPC-2221表格。
銅箔的厚度 – 盎司(ounce, oz)
一般業界慣用的銅箔厚度為《盎司(oz)》，這是因為銅皮的規格是以【每平方英呎(ft2)有幾盎司(oz)】來定義的，所以我們經常說的 1oz(盎司)就是在每平方英呎(ft2)上有1oz的重量，銅皮越厚就會越重，既然面積已經確定，所以銅皮的重量就跟其厚度成正比了，所以銅皮的盎司可以等同於厚度，並可以被轉化為毫米(mm)或是毫英吋(mil)。
這裡列出幾個較常用到的尺寸，並換算成mil(毫吋)與mm(毫米) ：
0.5 盎司(oz) = 0.0007 英吋(inch) = 0.7 mil = 0.018 毫米(mm)
1.0 盎司(oz) = 0.0014 英吋(inch) = 1.4 mil = 0.035 毫米(mm)
2.0 盎司(oz) = 0.0034 英吋(inch) = 2.8 mil = 0.070 毫米(mm)
下面也試著為各位計算為何1oz的 銅箔約等於1.4mil：銅的比重為8.9(gm/cm3)
PCB銅箔截面積與最大負載電流及溫升間的關係
依照 IPC-2221 第6.2節(Conductive Material Requirements)的說明，電路板上的最大電流載流能力(Current Carrying Capacity)又可以被分成內層線路與外層線路兩種，而且內層線路的最大電流載流能力被設定為只有外層線路的一半。這裡節錄 IPC-2221 的圖表6-4以說明外層線路(External conductors)與內層線(Internal Conductors)的銅箔截面積、溫升、與最大電流載流能力的關係。
另外，網路上有將述圖表PCB線路對電流的承載能力的關係歸納出了一個公式，這個公式可以大致上用來取代查表所得：
參考資料：
https://wakelet.com/wake/JvfGf8jcC_Tx2LLiHUV2B
https://www.researchmfg.com/2013/01/pcb-current-carrying-capacity/
PCB銅箔截面積與最大負載電流及溫升間的關係
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