手把手教你使用PCB过孔与电流对照一览表

过孔也能“烧”？别让一个小小通孔毁了你的大电流PCB设计

你有没有遇到过这样的情况：
电路原理图没问题，元器件选型也合理，板子一上电，功能正常——可运行不到十分钟，PCB某个角落开始冒烟，拆开一看，过孔周围铜皮发黑、起泡，甚至直接断路？

更离谱的是，用万用表一测，电源路径明明连通，但负载就是工作异常。最后发现，是地线上几个不起眼的过孔温升太高，导致参考电平漂移。

这背后，往往不是芯片选错了，也不是layout布线乱了，而是我们最容易忽略的一个细节：过孔到底能扛多大电流？

你以为只是“打个洞”，其实它是个微型电阻加热器

在多层PCB中，过孔（Via）负责把顶层走线和底层走线连起来。看起来不过是一个镀了铜的小圆柱，但它本质上是一段短而细的导体。

当大电流流经时，它会产生焦耳热：
$$
P = I^2 R
$$
这个热量如果散不出去，就会让局部温度不断升高。而高温会带来一系列连锁反应：

镀铜层膨胀系数与FR4基材不同 → 孔壁开裂
树脂材料碳化 → 绝缘性能下降
铜层氧化或脱落 → 接触电阻增大 → 更热 → 最终熔断

所以，别小看这0.3mm直径的孔——它可能是整个电源路径中最脆弱的一环。

单个过孔能走多少安培？别猜了，有标准答案

很多工程师凭经验做事：“2A电流？打四个过孔总够了吧？”
但问题是，同样的“四个过孔”，在不同条件下承载能力可能差出一倍以上。

比如：

条件	载流能力
0.3mm孔径 + 20μm铜厚 + 无散热铜区	≈0.7A/孔
0.5mm孔径 + 25μm铜厚 + 大面积铺铜	≈1.6A/孔

同样是4个过孔，前者最多带2.8A，后者轻松超过6A！

这就引出了我们今天的核心工具——“PCB过孔与电流对照一览表”。

这不是谁随便编的数据表，它的理论基础来自行业权威标准IPC-2152《印制板载流能力设计指南》。这份标准通过大量实验和仿真，建立了完整的热传导模型，告诉你：在特定温升下，某种规格的过孔究竟能承受多大持续电流。

拆解这张“救命表”：哪些参数真正关键？

要正确使用这张表，先得搞明白影响过孔载流能力的几个核心因素。

🔹 1. 孔径（Drill Diameter）

越大越好。孔径决定镀铜圆周长度，直接影响导电截面积。
例如：0.3mm vs 0.6mm，截面积相差整整一倍。

✅ 建议：电源路径优先选用 ≥0.4mm 孔径，避免使用盲埋孔降低可靠性。

🔹 2. 镀铜厚度（Plating Thickness）

常见为20–25μm（约0.7–1oz），厚铜工艺可达35μm以上。
注意：这是孔壁的平均厚度，实际生产中可能存在不均匀性，尤其是深孔。

⚠️ 小孔+薄铜 = 高风险组合，慎用于大电流场景。

🔹 3. 板厚（Board Thickness）

越厚，过孔越长，电阻越大。
典型1.6mm板，一个0.3mm孔的电阻约为20mΩ；若板厚增至3.2mm，电阻翻倍。

📌 公式参考：
$$
R = \frac{\rho \cdot L}{A} = \frac{1.7\times10^{-6} \cdot L}{\pi \cdot D \cdot T}
$$
其中：
- $\rho$: 铜电阻率（Ω·cm）
- $L$: 板厚（cm）
- $D$: 孔径（cm）
- $T$: 铜厚（cm）

🔹 4. 温升限制（Temperature Rise）

这是设计起点！你想允许过孔升温多少？
- 工业设备：ΔT ≤ 20°C
- 消费类电子：ΔT ≤ 30°C
- 高可靠性系统：ΔT ≤ 10°C

每提高10°C允许温升，载流能力大约提升30%~40%。

🔹 5. 散热环境

这才是最容易被忽视的关键点！

如果过孔连接到大面积铜箔（如电源平面、地平面），散热极好，载流能力可提升50%以上；
反之，孤立过孔就像“孤岛”，热量堆积严重，必须大幅降额使用。

实战查表：一张表怎么用？手把手教你算清楚

下面这张简化版“过孔载流对照表”基于IPC-2152数据整理，适用于常规FR4板材、自然对流环境、ΔT=20°C条件：

孔径 (mm)	铜厚 (μm)	板厚 (mm)	单孔载流 (A)	4孔并联总载流 (估算)
0.3	25	1.6	0.8	~2.8 A
0.35	25	1.6	0.9	~3.2 A
0.4	25	1.6	1.1	~3.8 A
0.5	25	1.6	1.4	~4.8 A
0.6	25	1.6	1.7	~5.8 A

💡 注：多孔并联并非线性叠加！由于热耦合效应，第二个过孔散热效率低于第一个，建议乘以0.85~0.9的并联折减系数。

真实案例复盘：从“烧板子”到稳定运行的秘密

场景还原：一款DC-DC电源模块的地线设计翻车

某工程师设计一款5V/3A输出的Buck电路，采用两层板布局。输入12V→MOSFET→电感→输出电容，地回路需要从底层滤波电容返回至顶层IC GND引脚，中间靠2个0.3mm过孔连接。

结果：空载正常，满载运行几分钟后，过孔区域明显发热，红外测温达105°C，长期测试出现间歇性重启。

问题诊断

查表验证单孔能力
查上表：0.3mm孔径、25μm铜厚、1.6mm板厚 → 单孔载流约0.8A
实际电流3A → 至少需要 $3 / 0.8 = 3.75$ 个过孔 → 应不少于4个
实际用了几个？2个！
相当于每个过孔承担1.5A，远超其安全限值 → 必然过热
压降也不容忽视
单孔电阻约20mΩ，两个并联仍约10mΩ
3A电流下压降：$3A × 0.01Ω = 30mV$，看似不大
但这是地路径压降！相当于整个系统的“零点”抬高，影响反馈精度和噪声抑制