将PCB走线的温度上升限制在5/10/20°C的常识背后的原因是什么？

在确定在PCB上承载一定电流所需的走线厚度时，答案取决于您愿意接受多少温升。这使设计人员陷入困难的情况，试图确定多少温升是合理的。通常的经验法则是允许温升不超过5°C，10°C或20°C，具体取决于您希望保持的保守程度。与功率晶体管，IC，功率电阻器或其他散热组件的最高温度升高（可能为60 +°C）相比，这些数字似乎很小。这些数字背后的原因是什么？

我想到的可能原因：

• PCB材料的最高温度。对于大多数FR4型材料，此温度约为130°C。即使允许非常保守的65°C（内部温度）环境温度，这仍将允许另一个65°C的温度上升。
• 允许组件进一步温升。例如，如果SMT MOSFET的温度将上升80°C，则由于周围PCB的温度，您不希望在高于环境温度40°C时启动它。但是，这似乎太因情况而异，无法凭经验得出。例如，在采用散热型通孔MOSFET的情况下，引线上的热量仅是通过散热器流出的热量的一部分，因此PCB温度不应该成为主要问题。即使使用SMT零件，我也可以有一条细的迹线，在其大部分长度上会散发出大量的热量，但是在到达元件之前先将其散开。
• PCB材料的热膨胀。随着PCB加热，材料会膨胀。如果PCB的不同部分受到不同的热量，可能会导致板弯曲，从而使焊点破裂。但是，由于安装在其上的组件的功耗会导致PCB经常承受比此更高的温差，因此这似乎不是答案。
• 过时的标准。也许5/10/20°C的限制是几年前考虑的，不再适用于现代PCB材料，但是每个人都在不加考虑地继续遵循它们。例如，也许旧的酚醛板材料不如现代玻璃纤维耐热。

换句话说，我发现20°C的温度上升对我的设计来说太过局限了。如果我决定允许温度上升40°C，我是否有可能遇到短期或长期可靠性问题？

奖励指向任何可以引用给出数字推理的标准的人，或者具有为什么选择这些数字的历史证据的人。

设计PCB走线的宽度需要考虑很多因素，包括电流的温升。其他因素包括压降，阻抗，PCB fab能力，成本，封装密度。

但是，温升是“不超过”规格之一。

一个经验法则就是，大多数时候您应该遵循一些规则。如果进行仔细的计算，您将始终能够找到允许更高上升的边缘情况。

经验法则的部分好处是，如果您遵循它，则您的计算不必太谨慎，该规则中已经内置了很大的误差。

温升的独特之处在于它与电流的平方成正比，而不仅与电流成正比。这降低了选择一个特定值的重要性。上升20C的电流不是上升10C电流的两倍，而仅仅是上升10C电流的1.4倍。如果我们将10C的上升电流加倍，则会得到40C的上升，这种温度开始变得不舒服。

为什么要使板子凉爽？种种很好的理由。组件冷却需要较低的环境。随着温度升高，组件寿命会迅速下降。在温暖的地方（在明亮的阳光下在车厢内）操作的裕度很好。调试时，将手指放在电路上寻找烤面包成分，您会被热痕迹弄糊涂。

没有任何理由使电路板降温，也没有理由选择10C上升与20C上升。但是，很少有设计师会因为遵循此“规则”而感到束缚。设置极限的东西很少。如果我们发现自己处于某个极端情况下，无法通过坚持某个任意的温升数字来达到规格要求，那么我们将计算并测试所有因素，以了解对寿命和冷却更高温度的影响。

未对层状铜进行电阻率测试，因为它会出现不同的温度范围，因此会显示非线性电阻率变化。陈述这样的温度是为了使最高温度达到各层的最终热适应性，而将原始PCB图用于长期使用。