Calculadora de Capacidade de Corrente de Via

Como é determinada a capacidade de corrente de uma via PCB?

Uma via PCB é um furo metalizado que conecta trilhas entre camadas. Sua capacidade de corrente depende da área de seção transversal do revestimento de cobre, que forma um cilindro oco. Esta calculadora aplica a esse anel de cobre a fórmula de condutores da IPC-2221 com a constante de camada externa, a convenção usual para vias; a IPC-2152 oferece orientação térmica mais detalhada.

A área efetiva do condutor é o anel do revestimento: A = π × t_revestimento × (D_furo + t_revestimento). Esta área é significativamente menor que uma trilha superficial de largura equivalente.

A resistência da via é calculada a partir da seção do revestimento e do comprimento (espessura da placa). Para caminhos de alta corrente, usam-se múltiplas vias em paralelo. Vias térmicas também servem como condutores de calor para componentes de potência.

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

Exemplo de cálculo

Via com furo de 0,3 mm, revestimento 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: dissipação = 1,08 mW.

Quando usar esta calculadora

• Determinação de vias paralelas para conexões de alta corrente entre camadas
• Avaliação se uma única via é suficiente
• Design de arrays de vias térmicas sob componentes de potência
• Cálculo de resistência de via na rede de distribuição de energia

Erros comuns a evitar

• Assumir que via está cheia de cobre — vias padrão são cilindros ocos
• Usar espessura de deposição nominal sem verificar capacidade de fabricação
• Poucas vias para caminhos de alta corrente criando pontos quentes
• Ignorar limites de razão de aspecto de via

Como interpretar os resultados

• A capacidade de corrente da via escala com a seção transversal do anel de cobre (espessura da plaqueação ao redor do barril), não apenas com o diâmetro do furo — plaqueação mais espessa conduz mais corrente.
• O resultado é para uma única via; para nets de alta corrente, use várias vias em paralelo para dividir tanto a corrente quanto a carga térmica.
• A resistência térmica indica quão bem a via conduz o calor entre as camadas — matrizes de vias térmicas sob dispositivos de potência dependem de baixa resistência térmica por via.
• Barris plaqueados típicos têm ~20–30 µm de espessura; se o seu fabricante plaqueia mais fino, a capacidade real é menor do que o valor calculado.

Normas e referências relacionadas

• IPC-2152 — Norma de capacidade de corrente em PCB
• IPC-6012 — Especificação de desempenho de PCB rígido
• IPC-2221 — Norma genérica de design de PCB

Perguntas frequentes

Quantas vias são necessárias para uma conexão de alta corrente?

Uma via padrão (0,3 mm, 25 μm) tipicamente suporta 0,5-1,5A. Para correntes maiores, use múltiplas vias em paralelo. Por exemplo, uma conexão de 5A pode requerer 4-6 vias padrão.

Qual a diferença entre IPC-2221 e IPC-2152 para vias?

A IPC-2221 não tem um gráfico específico para vias; a convenção usual (também aqui) aplica sua fórmula empírica de condutores à seção do barril com a constante de camada externa. O IPC-2152 fornece análise térmica mais detalhada considerando o empilhamento, proximidade de planos de cobre e razão de aspecto, dando resultados mais realistas para PCBs multicamadas modernos.

Vias térmicas podem ser usadas para dissipação de calor e corrente elétrica?

Sim. Posicionadas sob o pad térmico, conduzem tanto calor quanto corrente para planos de cobre internos. Use furos grandes (0.3-0.5 mm) em arranjo denso.