走线

数字电路很多时候需要的电流是不连续的，所以对一些高速器件就会产生浪涌电流。

简介：使用FR4敷铜板PCBA上各个器件之间的电气连接是通过其各层敷着的铜箔走线和过孔来实现的。

由于不同产品、不同模块电流大小不同，为实现各个功能，设计人员需要知道所设计的走线和过孔能否承载相应的电流，以实现产品的功能，防止过流时产品烧毁。

文中介绍设计和测试FR4敷铜板上走线和过孔的电流承载能力的方案和测试结果，其测试结果可以为设计人员在今后的设计中提供一定的借鉴，使PCB设计更合理、更符合电流要求。

<strong>1、 引言</strong>

现阶段印制电路板（PCB）的主要材料是FR4的敷铜板，铜纯度不低99.8%的铜箔实现着各个元器件之间平面上的电气连接，镀通孔（即VIA）实现着相同信号铜箔之间空间上的电气连接。

但是对于如何来设计铜箔的宽度，如何来定义VIA的孔径，我们一直凭经验来设计。

为了使layout设计更合理和满足需求，对不同线径的铜箔进行了电流承载能力的测试，用测试结果作为设计的参考。

<strong>2、影响电流承载能力因素分析</strong>

产品PCBA不同的模块功能，其电流大小也不同，那么我们需要考虑起到桥梁作用的走线能否承载通过的电流。决定电流承载能力的因素主要有：

有时候，在设计电路时，需要用到一个阻值比较小的功率电阻作采样电阻，用来采样大电流。很多时候我们都会采用一个大封装的功率电阻来做，例如2010，1812，功率一般0.5W。但是我们有没有想过用PCB走线来设计一个采样电阻呢？下面介绍用PCB走线设计一个0.05欧姆的方法。

先认识一下物理知识，导体的电阻率公式：R =ρL/S，其中 ρ 是特定导体的电阻率， L 是导体长度， S 是导体截面积。

由上述的导体的电阻率公式可以知道，要用PCB走线设计出0.05欧姆，必须要知道pcb导体的电阻率，走线的长度，走线的横截面积。PCB导体材料是铜，而铜的电阻铜的电阻率查表可得：1.75×10E-08, 走线的横截面积可以由走线宽度和覆铜厚度计算得到，PCB覆铜厚度有1OZ、1/2OZ、1/3OZ等。走线的宽度和长度不能马上知道，需要计算才能得出。为了计算方便，我们可以用EXCEL表格来把一些满足要求的值算出来 。如下所示：

<strong><font color="#004a85">单端蛇形线</font> </strong>

在PCB设计中，蛇形等长走线主要是针对一些高速的并行总线来讲的。由于这类并行总线往往有多条数据信号基于同一个时钟采样，每个时钟周期可能要采样两次（DDR SDRAM）甚至4次，而随着芯片运行频率的提高，信号传输延迟对时序影响比重越来越大。

为了保证在数据采样点（时钟的上升沿或者下降沿）能正确采集所有信号的值，就必须对信号传输延迟进行控制。等长走线的目的就是为了尽可能地减少所有相关信号在PCB上传输延迟的差异，保证时序的匹配。

本文档提供了5个适用于8位PIC MCU 器件和MPLAB XC8 C编译器的代码示例，这些代码示例使用通用C接口（Common C Interface，CCI）。

我们通常需要快速地估计出印刷电路板上一根走线或一个平面的电阻值，而不是进行冗繁的计算。虽然现在已有可用的印刷电路板布局与信号完整性计算程序，可以精确地计算出走线的电阻，但在设计过程中，我们有时候还是希望采取快速粗略的估计方式。

有一种能轻而易举地完成这一任务的方法，叫做“方块统计”。采用这种方法，几秒钟就可精确估计出任何几何形状走线的电阻值(精度约为10%)。一旦掌握了这种方法，就可将需要估算的印刷电路板面积划分为几个方块，统计所有方块的数量后，就可估算出整个走线或平面的电阻值。

<strong>基本概念</strong>

方块统计的关键概念是：任何尺寸的正方形印刷电路板走线(厚度确定)的电阻值都与其它尺寸的方块相同。正方块的电阻值只取决于导电材料的电阻率及其厚度。这一概念可适用于任何类型的导电材料。表1给出了一些常见的半导体材料以及它们的体电阻率。

拓扑在电子领域提到的还是比较多的，拓扑反映了硬件的整体框架，例如常见的非隔离式电源中的三种经典拓扑：降压、升压以及升降压（buck、boost ＆ buck-boost）。在PCB的走线过程中，针对各个器件之间也有一定的拓扑关系，让我们一起来了解一下。

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<strong>1、点到点拓扑</strong>

最简单的拓扑结构，单一驱动器、单一接收器。

<strong>2、紧凑树形拓扑</strong>