パターン幅と許容電流に関して質問があります。

質問

ネットで調べたのですが理解できず質問させていただきます。

ネットで検索をすると、
一般的にパターン幅1m(銅箔厚35u)で1Aを目安とあります。

また、それとは別に
・破壊電流：パターン幅1mmで許容電流10A
・導体温度45℃上昇：パターン幅1mmで許容電流4A
などあります。

これは、
・パターン幅1mmに対して一瞬でも10Aを超えたらパターンが断線する。
・パターン幅1mmに対して4Aを流し続けた場合、外気温に対してパターンが45℃上昇する。
(外気温25℃であれば、パターンは、70℃になっている。)
という理解で良いのでしょうか？

つまりは、基板の温度が70℃でもOKということであれば、
パターン幅1mmで4Aを流しても良いということでしょうか？
それとも70℃に達する時間があり4Aを流し続けたら70℃を超え断線にいたるのでしょうか？

壊電流の10Aと導体温度45℃上昇の4Aの間は、どうなるのでしょうか？

質問が多くなり申し訳ございません。
分かる方がいたら回答お願いいたします。

回答No.2

A88No8 · ベストアンサー

こんにちは
＃１の回答と重複すると思いますm(__;m

(1)>一般的にパターン幅1m(銅箔厚35u)で1Aを目安とあります。
>また、それとは別に
(2)>・破壊電流：パターン幅1mmで許容電流10A
(3)>・導体温度45℃上昇：パターン幅1mmで許容電流4A

　(1)は、回路設計者がパターン設計者に指示すべき仕様になります。
　つまりパターン設計者は回路がどのくらいの電流を使用しているかいちいち回路解析はしないので35ミクロン有る銅箔で1mm幅の回路でつないでねと指示する必要があるということです。
　(2)は、回路設計者が間違っても（不測の事態が起こっても）パターン幅1mmを指定した回路に10Aの電流が流れるような設計をしてはいけないと禁じています。
　(3)回路設計者に4Aを流すと45℃も温度が上がるが回路動作に問題ないですか？と温度補償などの注意を促しています。

>これは、
>・パターン幅1mmに対して一瞬でも10Aを超えたらパターンが断線する。
>・パターン幅1mmに対して4Aを流し続けた場合、外気温に対してパターンが45℃上昇する。
>(外気温25℃であれば、パターンは、70℃になっている。)
>という理解で良いのでしょうか？
　その通りです。

>つまりは、基板の温度が70℃でもOKということであれば、
>パターン幅1mmで4Aを流しても良いということでしょうか？
　その通りです。
　但し、銅箔を基板に貼り付けている樹脂にはダメージが起こります。
　半田付けをしなくてはいけないので、230℃3秒間は持たす材料を使っていますが永遠にその温度を維持されると樹脂や端子に経時変化は当然起こりまよ(^^;

>それとも70℃に達する時間があり4Aを流し続けたら70℃を超え断線にいたるのでしょうか？
　断線はしませんが、その温度が持続して回路の動作に異常をきたしたりや使用しているパーツに異常は起こりませんか？（あるいは起こっても知らないよ）ということです(^^;

>壊電流の10Aと導体温度45℃上昇の4Aの間は、どうなるのでしょうか？
　どうなるか？、やった場合の結果は質問者さんの責任です(-。-;
　どうしても必要なら安全を確保して実験して確かめるべきです(^^;

お礼

非常に分かりやすいご説明をいただきありがとうございます。
パターン設計者に聞いても昔から1A/1mmと聞いているので、
それ以上のことは分からない。と言われてしまい困っていたのです。
とっても助かりました。

回答No.4

久保 泰臣（@omi3_）

>最大でDC3A流れる基板を設計いただいたのですが、
>パターンの数箇所に幅0.2mmがあることが分かったのです。
>DC3Aといいましても流れる時間は、1ms～100ms程度です。

顧客に迷惑をかけそうで心配ですね。

お金があるのなら、
サーモグラフィ カメラ を買い、
室温35度、
最大デューティで動かし、
パターン温度が、
60度だったら、安心。
70度だったら、なんとか。
80度だったら。言訳の練習をしておく。
ですかね。

お礼

ご心配いただきありがとうございます。
まずは、ご提案いただいた内容にて調査をしてみたいと思います。

回答No.3

A88No8

こんにちは
＃２の補足です。
>パターン設計者に聞いても昔から1A/1mmと聞いているので、
>それ以上のことは分からない。と言われてしまい困っていたのです。
　その昔、武蔵野通研(NTT研究所の前身)でリレー式交換機の組み立てにスルーホールプリント配線板が使えるかの信頼性を研究した成果の値（という噂）ですね。
　リレーは電流がいっぱい流れますから(--;

　現在のデジタル回路では、電源周り以外は「関係ない」と考えるのが普通なので要注意です。
　多層板の場合は電源を内層に格納してしまうので、外層回路面であまり引き回さないでしょうから、細線で引いてしまうでしょう(^^;
　両面板の場合は、電源の回路幅は回路の安定性やノイズ特性からとても重要ですね(^^;
　質問者さんの問題が平和に解決されることをお祈りいたします(-人-)

お礼

非常に分かりやすい説明とご心配いただきありがとうございます。
回答をいただいて理解できたことで無限の心配から少し開放されたと共に
問題有りとのご指摘から心配もでてきましたが何とか対処できそうです。
ありがとうございました。

回答No.1

久保 泰臣（@omi3_）

>・パターン幅1mmに対して一瞬でも10Aを超えたらパターンが断線する。
ヒューズと同様に、0.5秒ももたずに光って切れるでしょうね。

>・パターン幅1mmに対して4Aを流し続けた場合、外気温に対してパターンが45℃上昇する。
それぐらい熱くなるでしょうね。

>つまりは、基板の温度が70℃でもOKということであれば、
>パターン幅1mmで4Aを流しても良いということでしょうか？
>それとも70℃に達する時間があり4Aを流し続けたら70℃を超え断線にいたるのでしょうか？

この質問の目的が判らないのですが、
基板の最悪を想定しているだけで
このような温度で運用する設計はしません。

電圧降下、耐久性、異臭、などの問題があります。
もし
幅が狭いまま、電流を流したいのなら、緑のソルダレジストを塗布せず、
メッキ線を載せると良いでしょう。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
最大でDC3A流れる基板を設計いただいたのですが、
パターンの数箇所に幅0.2mmがあることが分かったのです。
DC3Aといいましても流れる時間は、1ms～100ms程度です。
改版をし回収をするのですが、その間どのようなことが想定されるのか心配になりました。