實用PCB布局提示

工程師傾向于將電路，最新組件和代碼作為電子項目的重要組成部分，但有時是電子設備的關鍵組件，PCB布局，被忽視了。 PCB布局不良會導致功能和可靠性問題。本文包含實用的PCB布局技巧，可以幫助您的PCB項目正確可靠地工作。

調整軌跡大小

真實世界的銅線具有阻力。這意味著當電流流過時，跡線會產生電壓降，功耗和溫度升高。電阻由以下公式定義：

$$ R = frac {（電阻率*長度）} {（厚度*寬度）} $$

PCB設計人員最常使用長度，厚度和寬度控制PCB走線的電阻。電阻是用于制造跡線的金屬的物理性質。 PCB設計人員無法真正改變銅的物理特性，因此請關注可以控制的走線尺寸。

PCB走線厚度以盎司銅為單位。如果我們在1平方英尺的區域內均勻涂抹1盎司銅，那么我們將測量的是一盎司銅。這個厚度是1.4千分之一英寸。許多PCB設計師使用1盎司或2盎司銅，但許多PCB制造商可提供6盎司厚度。請注意，在厚銅中難以制造諸如靠近的引腳的精細特征。請咨詢您的PCB制造商，了解它們的功能。

使用PCB走線寬度計算器確定應用的走線厚度和寬度。目標是溫度上升5°C。如果電路板上有額外的空間，請使用更大的走線，因為它們不需要任何費用。

在進行多層電路板時，請記住外部的走線由于內層的熱量在傳導，輻射或連接之前必須穿過銅和PCB材料層，因此層的冷卻效果要好于內部層上的跡線。

制作循環小

循環，尤其是高頻循環，應盡可能小。小環路具有較低的電感和電阻。在地平面上放置環路進一步降低了電感。具有小環路可減少由$$ V = L frac {di} {dt} $$引起的高頻電壓尖峰。小環路還有助于減少從外部源感應耦合到節點中的信號量，或者從節點廣播的信號量。除非您正在設計天線，否則這就是您想要的。同時為運算放大器電路保持較小的環路，以防止噪聲耦合到電路中。

去耦電容放置

將去耦電容盡可能靠近集成電路的電源和接地引腳，以最大限度地提高去耦效率。放置更遠的電容會引入雜散電感。從電容引腳到地平面的多個過孔會降低電感。

開爾文連接

開爾文連接對測量很有用。開爾文連接在精確點處進行，以減少雜散電阻和電感。例如，電流檢測電阻的開爾文連接正好放在電阻焊盤上，而不是放在走線上的任意位置。雖然在原理圖上，將連接放置在電阻焊盤或某個任意點可能看起來相同，但實際走線有電感和電阻，如果不使用開爾文連接，可能會導致測量結束。

遠離模擬跡線保持數字和噪聲痕跡

并行跡線或導體形成電容。放置在一起的軌跡電容耦合在跡線上的信號，特別是如果信號是高頻的話。保持高頻率和噪聲軌跡遠離不需要噪聲的跡線。

接地不接地

接地不是理想的導體。注意將嘈雜的地面遠離需要安靜的信號。使地線足夠大以承載將流動的電流。將地平面直接放置在信號走線下方會降低走線的阻抗，這是理想的選擇。

通過尺寸和數量

過孔具有電感和電阻。如果您要從PCB的一側布線到另一側并且需要低電感或電阻，請使用多個過孔。大通孔具有較低的電阻。這在接地濾波電容器和高電流節點時特別有用。使用像這樣的通孔尺寸計算器。

使用PCB作為散熱器

在表面貼裝元件周圍放置額外的銅，以提供額外的表面積以散熱更多有效率的。一些元件數據表（尤其是功率二極管和功率MOSFET或電壓調節器）有使用PCB表面積作為散熱片的指南。

熱過孔

過孔可用于將熱量從PCB的一側移動到另一側。當PCB安裝在可以進一步散熱的機箱上的散熱器上時，這尤其有用。大通孔比小通孔更有效地傳遞熱量。許多過孔比一個過孔更有效地傳遞熱量，并降低了元件的工作溫度。較低的工作溫度有助于提高可靠性。

熱釋放

熱釋放在跡線或填充與元件引腳小，使焊接更容易。這種小連接短路可減少對電阻的影響。如果不使用元件引腳上的熱釋放，那么元件可能會稍微冷一點，因為與散熱或散熱有更好的熱連接可以散熱，但焊接和拆焊更難。

軌跡和安裝孔之間的距離

在銅跡線或填充物和安裝孔之間留出空間;這有助于防止電擊危險。焊接掩模不被認為是可靠的絕緣體，因此請注意銅與任何安裝硬件之間的距離。

熱敏元件

將對熱敏感的元件遠離其他產生熱量的元件。對熱敏感的部件的實例包括熱電偶和電解電容器。將熱電偶靠近熱源可能會導致溫度測量。將電解電容器放置在靠近發熱元件的位置會縮短其使用壽命。產生熱量的組件可能包括橋式整流器，二極管，MOSFET，電感器和電阻器。熱量取決于流經元件的電流。

結論

本文介紹了一些基本的實用PCB布局技巧，可以對設計的功能性和可靠性產生積極影響。