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PCB 電源整合性解析ツール
PCBビア電流計算ツール
スルーホールビアの電流容量、温度上昇、抵抗、電圧降下、電力損失、および直流電源の切り替えに必要な並列ビアの数を推定する。.
完成穴の形状
配列を用いた並列接続
mm、µm、ミル、°C、°F
アレイモデルによる電力移行
適用済み4.00 A
ARRAY4 VIAS
推定容量5.16 A
アクティブモデル IPC-2221準拠のスクリーニング＋銅バレル抵抗
メッキバレル選別
容量、温度上昇、および直流損失に基づく推定
メッキ完了後の寸法と、ビアアレイを流れる総電流を使用してください。この計算ツールでは、すべてのビアが同一であり、配線がバランスが取れており、電流の分担がほぼ均等であることを前提としています。.
VIA GEOMETRY
完成した銃身の寸法
うーん
銅メッキ処理が完了した穴を使用してください。.
µm
完成したバレルの銅の厚さは、最小値を使用してください。.
うーん
ビアを通す場合は、完成時のPCBの厚さを使用してください。.
ビア
同じDC遷移を共有する同一のビア。.
負荷および温度制限
動作条件
A
持続直流電流の合計。.
°C
局所的な周囲環境条件を上回る設計限界。.
°C
気温またはボード地域の気温。.
透明性の高い計算モデル
PCBのビアの電流容量の推定方法
この計算ツールでは、経験的な電流容量のスクリーニングと、形状に基づく抵抗および直流損失の計算が分離されているため、結果が説明のない単一の定格値の中に仮定を隠してしまうことはありません。.
バレル銅面積
A = π × ((D/2 + T)² − (D/2)²)仕上げ穴径と仕上げメッキ厚から、正確な環状の銅断面を採用しています。.
電流容量のスクリーニング
I = 0.024 × ΔT^0.44 × A^0.725従来のIPC-2221の内部導体相関ルールを1つのビアバレルに適用し、その後、同一の並列ビアに対してこれを拡大適用します。.
予想される温度上昇
ΔT = (Ivia / (0.024 × A^0.725))^(1/0.44)ビアごとの印加電流を用いて、同じ相関関係を逆算し、静電容量と温度上昇の出力値間の一貫性を維持します。.
抵抗と直流損失
R = ρ(T) × L / A推定動作温度における銅バレルの抵抗、並列配列の抵抗、電圧降下、およびI²Rによる電力損失を計算します。.
容量算出結果を、一次設計選定の基準として活用する
IPC-2152によれば、導体の温度上昇は、基板の構造、銅箔層、実装方法、環境、および熱境界に依存することが示されています。また、ビアアレイでは、ブラウザ上の計算ツールでは完全にモデル化できない電流分担や熱的相互作用の影響も生じます。.
入力の質が重要
「公称ドリル寸法」の仮定ではなく、「完成ビア寸法」を使用してください
最も有用な結果は、メッキ加工が完了したバレルに関する製造データから得られます。公称ドリル径、銅箔の重量、および完成時のビアメッキは、互いに置き換え可能な値ではありません。.
| 入力 | 推奨情報源 | なぜ重要なのか |
|---|---|---|
| 完成穴径 | 加工業者向け完成穴の仕様 | メッキ処理された銅製のバレルの内径を規定する。. |
| めっき仕上げの厚さ | PTHにおける銅の最低必要量 | バレルの断面積と抵抗を直接制御します。. |
| 銃身の長さ | 完成板または層間厚さ | バレルが長くなると、抵抗と直流電圧降下が大きくなります。. |
| 並列ビア数 | 実際のルーティングされた電力の遷移 | ビアが電流を効率的に分担できる場合にのみ、容量はスケーリングする。. |
| 印加電流 | レール解析または測定された最悪ケース | 平均アイドル電流ではなく、最大持続直流電流を使用してください。. |
証拠の優先順位
どちらの値を信頼すべきでしょうか？
- 製造業者の最低要件： 完成した穴と、最小限の銅メッキ。.
- 測定された負荷： 最悪の場合の持続レール電流。.
- 設計見積もり： データシートまたは消費電力の電流。.
実用的な設計対応
ビアアレイのヘッドルームが限られている場合に何を変更すべきか
その結果をもとに、次に実施すべき幾何学的調整やレイアウト調整を特定します。各操作によって、電気的経路および熱的経路の異なる部分が変化します。.
並列ビアを追加する
配線が各ビアに対称的に接続される場合、1バレルあたりの電流およびアレイ全体の抵抗が低減されます。.
バレルの銅含有量を増やす
メッキの仕上げ厚さを厚くすることで、仕上げ穴の径を大きくすることなく、導電面積を増やすことができます。.
銃身を短くする
ブラインド・トランジションや埋込みトランジションは抵抗を低減できるが、製造コストの増加や信頼性の制約をもたらす。.
電流分担の改善
1つのビアを先に配線するのではなく、すべてのビアの周囲で、同程度のトレースの長さと銅のアクセス領域を確保するようにしてください。.
本ツールに含まれるもの
直流電気スクリーニング
- メッキ処理されたバレルの銅部分
- IPC-2221準拠の電流推定値
- 温度上昇の推定値
- 抵抗、電圧降下、およびI²R損失
- 理想的な等分並列アレイ
ツール外での検証
生産および信頼性の限界
- 実際のメッキ分布と空隙
- 平面熱拡散と局所的な銅
- 高密度アレイにおける熱相互作用
- パルス電流、過渡電流、高周波電流
- ファブリケーターのドリル加工およびアスペクト比対応能力
大電流用PCBのレビュー
電力移行の全過程を検証する必要がありますか？
ビア配列について、配線幅、銅箔層、コネクタの制限、温度上昇、製造能力、および実際のデューティサイクルと併せて検討してください。.PCBビア電流に関するよくある質問
ビア容量とDC損失に関する実用的な疑問
デザインチェックリスト
実際の製造積層構造に合わせて結果を活用してください
リリース前に、メッキの最小仕上げ厚さ、最大持続電流、アレイ周囲の銅へのアクセス、および電流分担の形状を確認してください。.リファレンスプラットフォームを確認する →0.3 mmのPCBビアには、どれくらいの電流が流れますか？
容量は、メッキの仕上げ厚さ、温度上昇、バレルの長さ、および周囲の銅の量によって決まります。仕上げ径0.3 mm、メッキ厚25 µmの穴の場合、電流を推定するにはこれらの値が必要です。.
複数のPCBビアを流れる電流はどのように計算すればよいですか？
レイアウト上で電流が均等に分配されている場合にのみ、総電流を同一の並列ビアで分流してください。トレースからのアクセス量が不均等だと、最初のビアまたは抵抗値が最も低いビアに過負荷がかかる可能性があります。.
PCBのビアのメッキ厚さは、電流容量に影響を与えますか？
はい。銅の仕上げ層を厚くすると、バレルの断面積が増加し、抵抗が低下し、電圧降下が減少し、初回通過電流容量の推定値が上昇します。.
PCBのビアの電圧降下はどのように計算されるのでしょうか？
この計算機は、比抵抗、バレルの長さ、および環状銅面積から銅バレルの抵抗値を算出し、その値を並列ビア配列に「V = I × R」の式を適用します。.
IPC-2221は、PCBのビアの温度上昇を正確に予測できるのでしょうか？
これは、完全な熱モデルというよりは、有用な一次的な相関関係です。平面形状、基板の構造、間隔、気流、および周辺の熱源によって、測定される温度上昇は変化する可能性があります。.
ドリルの直径を入力すべきですか、それとも完成後のビアホールの直径を入力すべきですか？
めっき後の仕上げ穴径を入力してください。バレル面積の計算では、仕上げ銅の厚みが別途加算されるため、めっき前のドリル径を使用しないでください。.