实用的PCB布局技巧分享

实用PCB布局提示

工程师倾向于将电路，最新组件和代码作为电子项目的重要组成部分，但有时是电子设备的关键组件，PCB布局，被忽视了。 PCB布局不良会导致功能和可靠性问题。本文包含实用的PCB布局技巧，可以帮助您的PCB项目正确可靠地工作。

调整轨迹大小

真实世界的铜线具有阻力。这意味着当电流流过时，迹线会产生电压降，功耗和温度升高。电阻由以下公式定义：

$$ R = frac {（电阻率*长度）} {（厚度*宽度）} $$

PCB设计人员最常使用长度，厚度和宽度控制PCB走线的电阻。电阻是用于制造迹线的金属的物理性质。 PCB设计人员无法真正改变铜的物理特性，因此请关注可以控制的走线尺寸。

PCB走线厚度以盎司铜为单位。如果我们在1平方英尺的区域内均匀涂抹1盎司铜，那么我们将测量的是一盎司铜。这个厚度是1.4千分之一英寸。许多PCB设计师使用1盎司或2盎司铜，但许多PCB制造商可提供6盎司厚度。请注意，在厚铜中难以制造诸如靠近的引脚的精细特征。请咨询您的PCB制造商，了解它们的功能。

使用PCB走线宽度计算器确定应用的走线厚度和宽度。目标是温度上升5°C。如果电路板上有额外的空间，请使用更大的走线，因为它们不需要任何费用。

在进行多层电路板时，请记住外部的走线由于内层的热量在传导，辐射或连接之前必须穿过铜和PCB材料层，因此层的冷却效果要好于内部层上的迹线。

制作循环小

循环，尤其是高频循环，应尽可能小。小环路具有较低的电感和电阻。在地平面上放置环路进一步降低了电感。具有小环路可减少由$$ V = L frac {di} {dt} $$引起的高频电压尖峰。小环路还有助于减少从外部源感应耦合到节点中的信号量，或者从节点广播的信号量。除非您正在设计天线，否则这就是您想要的。同时为运算放大器电路保持较小的环路，以防止噪声耦合到电路中。

去耦电容放置

将去耦电容尽可能靠近集成电路的电源和接地引脚，以最大限度地提高去耦效率。放置更远的电容会引入杂散电感。从电容引脚到地平面的多个过孔会降低电感。

开尔文连接

开尔文连接对测量很有用。开尔文连接在精确点处进行，以减少杂散电阻和电感。例如，电流检测电阻的开尔文连接正好放在电阻焊盘上，而不是放在走线上的任意位置。虽然在原理图上，将连接放置在电阻焊盘或某个任意点可能看起来相同，但实际走线有电感和电阻，如果不使用开尔文连接，可能会导致测量结束。

远离模拟迹线保持数字和噪声痕迹

并行迹线或导体形成电容。放置在一起的轨迹电容耦合在迹线上的信号，特别是如果信号是高频的话。保持高频率和噪声轨迹远离不需要噪声的迹线。

接地不接地

接地不是理想的导体。注意将嘈杂的地面远离需要安静的信号。使地线足够大以承载将流动的电流。将地平面直接放置在信号走线下方会降低走线的阻抗，这是理想的选择。

通过尺寸和数量

过孔具有电感和电阻。如果您要从PCB的一侧布线到另一侧并且需要低电感或电阻，请使用多个过孔。大通孔具有较低的电阻。这在接地滤波电容器和高电流节点时特别有用。使用像这样的通孔尺寸计算器。

使用PCB作为散热器

在表面贴装元件周围放置额外的铜，以提供额外的表面积以散热更多有效率的。一些元件数据表（尤其是功率二极管和功率MOSFET或电压调节器）有使用PCB表面积作为散热片的指南。

热过孔

过孔可用于将热量从PCB的一侧移动到另一侧。当PCB安装在可以进一步散热的机箱上的散热器上时，这尤其有用。大通孔比小通孔更有效地传递热量。许多过孔比一个过孔更有效地传递热量，并降低了元件的工作温度。较低的工作温度有助于提高可靠性。

热释放

热释放在迹线或填充与元件引脚小，使焊接更容易。这种小连接短路可减少对电阻的影响。如果不使用元件引脚上的热释放，那么元件可能会稍微冷一点，因为与散热或散热有更好的热连接可以散热，但焊接和拆焊更难。

轨迹和安装孔之间的距离

在铜迹线或填充物和安装孔之间留出空间;这有助于防止电击危险。焊接掩模不被认为是可靠的绝缘体，因此请注意铜与任何安装硬件之间的距离。

热敏元件

将对热敏感的元件远离其他产生热量的元件。对热敏感的部件的实例包括热电偶和电解电容器。将热电偶靠近热源可能会导致温度测量。将电解电容器放置在靠近发热元件的位置会缩短其使用寿命。产生热量的组件可能包括桥式整流器，二极管，MOSFET，电感器和电阻器。热量取决于流经元件的电流。

结论

本文介绍了一些基本的实用PCB布局技巧，可以对设计的功能性和可靠性产生积极影响。