Calculadora de Capacidad de Corriente de Vía

¿Cómo se determina la capacidad de corriente de una vía PCB?

Una vía PCB es un orificio metalizado que conecta pistas entre capas. Su capacidad de corriente depende del área de sección transversal del recubrimiento de cobre, que forma un cilindro hueco. Esta calculadora aplica a ese anillo de cobre la fórmula de conductores de IPC-2221 con la constante de capa externa, la convención habitual para vías; IPC-2152 ofrece una guía térmica más detallada.

El área efectiva del conductor es el anillo del recubrimiento: A = π × t_recubrimiento × (D_orificio + t_recubrimiento). Esta área es significativamente menor que una pista superficial de ancho equivalente.

La resistencia de la vía se calcula a partir de la sección del recubrimiento y la longitud (espesor de placa). Para rutas de alta corriente se usan vías múltiples en paralelo. Las vías térmicas también sirven como conductores de calor para componentes de potencia.

Formula: A = π × t_plating × (D_hole + t_plating) R_via = ρ_Cu × L / A I_max ≈ k × ΔT^0,44 × A^0,725 P_dissipated = I² × R_via

Ejemplo de cálculo

Vía con orificio de 0,3 mm, recubrimiento de 25 μm, placa de 1,6 mm: A = π × 0,025 × (0,3 + 0,025) = 0,0255 mm². R = 1,724×10⁻⁵ × 1,6 / 0,0255 = 1,08 mΩ. A 1A: disipación = 1,08 mW.

Cuándo usar esta calculadora

• Determinación de vías paralelas para conexiones de alta corriente entre capas
• Evaluación de si una sola vía es suficiente
• Diseño de arreglos de vías térmicas bajo componentes de potencia
• Cálculo de resistencia de vía en la red de distribución de energía

Errores comunes a evitar

• Asumir que la vía está llena de cobre — las vías estándar son cilindros huecos
• Usar espesor de recubrimiento nominal sin verificar capacidad de fabricación
• Muy pocas vías para caminos de alta corriente creando puntos calientes
• Ignorar límites de relación de aspecto de vía

Cómo interpretar los resultados

• La capacidad de corriente de la vía escala con la sección transversal del anillo de cobre (espesor del recubrimiento alrededor del barril), no solo con el diámetro del orificio; un recubrimiento más grueso conduce más corriente.
• El resultado es para una sola vía; para nets de alta corriente, use varias vías en paralelo para dividir tanto la corriente como la carga térmica.
• La resistencia térmica indica qué tan bien conduce la vía el calor entre capas; las matrices de vías térmicas bajo dispositivos de potencia dependen de una baja resistencia térmica por vía.
• Los barriles recubiertos típicos tienen ~20–30 µm de espesor; si su fabricante recubre más fino, la capacidad real es menor que el valor calculado.

Normas y referencias relacionadas

• IPC-2152 — Norma de capacidad de corriente en PCB
• IPC-6012 — Especificación de rendimiento de PCB rígido
• IPC-2221 — Norma genérica de diseño de PCB

Preguntas frecuentes

¿Cuántas vías se necesitan para una conexión de alta corriente?

Una vía estándar (0,3 mm, 25 μm recubrimiento) maneja típicamente 0,5-1,5A. Para corrientes mayores, use vías múltiples en paralelo. Por ejemplo, una conexión de 5A puede requerir 4-6 vías estándar.

¿Cuál es la diferencia entre IPC-2221 e IPC-2152 para vías?

IPC-2221 no tiene una tabla específica para vías; la convención habitual (también aquí) aplica su fórmula empírica de conductores a la sección del barril con la constante de capa externa. IPC-2152 proporciona análisis térmico más detallado considerando el apilado, proximidad de planos de cobre y relación de aspecto, dando resultados más realistas para PCBs multicapa modernos.

¿Las vías térmicas pueden usarse para disipación de calor y corriente eléctrica?

Sí. Colocadas bajo el pad térmico, conducen tanto calor como corriente a los planos de cobre internos. Use taladros grandes (0.3-0.5 mm) en arreglo denso.