Via-Strombelastbarkeit Rechner
Berechnen Sie die maximale Strombelastbarkeit für PCB-Vias. Erhalten Sie Widerstand, Verlustleistung und Empfehlungen für parallele Vias.
Rechner
Bedienungsanleitung
Dieser Via-Stromrechner schätzt den maximalen Strom, den ein PCB-Via sicher führen kann, basierend auf seinen physischen Abmessungen und thermischen Grenzen.
- Voreinstellung wählen oder Abmessungen eingeben — Wählen Sie eine gängige Via-Größe oder geben Sie eigene Werte ein
- Kupferdicke einstellen — Typische Werte sind 25µm (1oz) bis 50µm (2oz)
- Platinendicke eingeben — Die Via-Länge entspricht Ihrer PCB-Dicke
- Temperaturgrenze festlegen — Definieren Sie erlaubte Temperaturerhöhung und Umgebungstemperatur
- Parallele Vias hinzufügen — Für höhere Ströme mehrere Vias verwenden
- Berechnen klicken — Stromkapazität und Widerstand erhalten
Via-Strom-Theorie
Ein Via ist im Wesentlichen ein hohles Kupferrohr, das verschiedene PCB-Lagen verbindet. Seine Stromtragfähigkeit hängt von der Querschnittsfläche der Kupferbeschichtung und der Fähigkeit zur Wärmeableitung ab.
Schlüsselfaktoren
- Kupferquerschnitt: Größerer Durchmesser und dickere Beschichtung = mehr Kupfer = mehr Strom
- Via-Länge: Längere Vias haben höheren Widerstand
- Temperaturerhöhung: Strom verursacht I²R-Erwärmung; Temperaturanstieg begrenzen
- Wärmepfad: Wärme wird über Kupfer zu Leiterbahnen und Flächen abgeleitet
Widerstandsformel
Querschnittsfläche
Stromkapazität
Der maximale Strom wird durch die erlaubte Temperaturerhöhung begrenzt. Die Formel balanciert die I²R-Verlustleistung gegen den Wärmewiderstand des Vias. Konservative Schätzungen verwenden 10-20°C Erhöhung über Umgebungstemperatur.
Via-Typen und Größen
Standard Via-Größen
| Via-Typ | Bohrgröße | Typischer Strom | Anwendung |
|---|---|---|---|
| Signal-Via | 0,2-0,3mm | 0,3-0,5A | Signalführung, geringe Leistung |
| Standard-Via | 0,4-0,5mm | 0,7-1,0A | Allgemeine Verwendung |
| Power-Via | 0,6-0,8mm | 1,0-1,5A | Stromversorgung |
| Hochstrom-Via | 1,0-1,2mm | 1,5-2,5A | Hochstrompfade |
Via-Beschichtungsdicke
| Beschichtung | Dicke | Hinweise |
|---|---|---|
| Standard | 20-25µm | Am häufigsten, ausreichend für Signal-Vias |
| Schwer | 35-50µm | Power-Vias, höhere Stromkapazität |
| IPC Klasse 3 | ≥25µm | Hochzuverlässigkeitsanwendungen |
Designtipps
Verwendung mehrerer Vias
- Stromaufteilung: Mehrere Vias teilen den Strom, aber nicht gleichmäßig
- √n-Regel: Verwenden Sie √n-Skalierung für parallele Vias (4 Vias ≈ 2× Strom, nicht 4×)
- Abstand: Vias mit Abstand platzieren, um thermische Kopplung zu vermeiden
- Array-Muster: Via-Arrays für Versorgungsebenen und Hochstrompfade verwenden
Via-Platzierung für Stromversorgung
- Power-Vias nahe an IC-Stromversorgungspins platzieren
- Mehrere Vias für jede Stromverbindung verwenden
- Vias mit breiten Leiterbahnen oder Kupferflächen verbinden
- Hochgeschwindigkeitssignale nicht in der Nähe von Power-Via-Arrays führen
Thermische Überlegungen
- Vias helfen bei der Wärmeübertragung zwischen Lagen
- Thermische Vias unter heißen Komponenten verbessern die Kühlung
- Gefüllte Vias haben bessere Wärmeleitfähigkeit
- Kupferfläche um Via-Arrays für Wärmespreizung berücksichtigen
Beispiel: 5A Stromversorgung
| Einzelnes 0,4mm Via | ~0,8A Kapazität |
| Erforderlich für 5A | ~10 Vias (konservativ) |
| Alternative: 0,8mm Vias | ~4-5 Vias |
| Beste: 1,0mm gefüllte Vias | ~3-4 Vias |
Häufig gestellte Fragen
Wie genau ist dieser Rechner?
Dieser Rechner liefert konservative Schätzungen basierend auf thermischen Modellen. Die tatsächliche Stromkapazität hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich PCB-Material, Kupferqualität und thermischer Umgebung. Verwenden Sie diese Werte als Richtlinien und fügen Sie Sicherheitsmargen für Produktionsdesigns hinzu.
Sollte ich meine Power-Vias füllen?
Gefüllte Vias (mit leitfähiger oder nicht leitfähiger Füllung) können mehr Strom führen, da die Füllung thermische Masse hinzufügt und den Wärmewiderstand reduziert. Allerdings sind gefüllte Vias teurer. Für die meisten Designs ist es kostengünstiger, mehr Standard-Vias zu verwenden als weniger gefüllte Vias.
Warum verwendet der Rechner √n für parallele Vias?
Der Strom verteilt sich nicht gleichmäßig auf parallele Vias aufgrund ungleicher Widerstandspfade und thermischer Kopplung. Die √n-Skalierung bietet eine konservative Schätzung. Für kritische Designs simulieren Sie die Stromverteilung oder fügen Sie mehr Vias hinzu.
Welche Beschichtungsdicke sollte ich verwenden?
Standard 25µm Beschichtung ist für die meisten Signal-Vias ausreichend. Für Power-Vias, die mehr als 0,5A pro Via führen, erwägen Sie 35-50µm Beschichtung. Fragen Sie Ihren PCB-Hersteller nach verfügbaren Optionen und Kosten.
Wie überprüfe ich den Via-Strom in meinem Design?
Verwenden Sie thermische Simulation oder IR-Kamera-Messungen an Prototypen. Prüfen Sie die Via-Temperaturerhöhung unter Last. Wenn Vias heiß werden (mehr als 20°C über Umgebung), fügen Sie mehr Vias hinzu oder erhöhen Sie die Via-Größe.
Überprüfen Sie Ihre Bauteilauswahl
Nachdem Sie Ihre Bauteilwerte berechnet haben, verwenden Sie Schemalyzer zur Überprüfung Ihres Schaltplandesigns. Unsere KI-gestützte Analyse erkennt häufige Fehler und schlägt Verbesserungen vor.
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