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技術(shù)專題
PCB布局最重要阻抗與電阻
設(shè)計電路板布局時，可以很容易地確定一個例程，在該例程中，某些參數(shù)比其他參數(shù)受到更多的重視。當(dāng)參數(shù)相互依賴或相互變化時，這甚至更常見。例如，電阻實際上是或可以用來表示電路中所有其他電氣參數(shù)。然而，在布局PCB時通常不考慮此重要參數(shù)。另一方面，源自電阻的阻抗是常見的設(shè)計因素。
讓我們通過研究如何使用阻抗來創(chuàng)建電路板布局以及電阻如何影響設(shè)計過程來探討這個問題。這將使我們能夠比較阻抗與電阻，以確定哪個對布局PCB更重要。
阻抗如何用于PCB布局
PCB布局設(shè)計過程可以大致分為以下活動：
主要的PCB布局任務(wù)
?材料選擇任務(wù)
?選擇圖層材質(zhì)
?定義層厚度
?選擇阻焊層類型
? 布置任務(wù)
? 確定組件放置位置
? 確定鉆孔和通孔的位置
? 路由任務(wù)
? 設(shè)置痕量銅的重量
? 設(shè)置走線的長度和寬度
? 定義跟蹤路徑
? 通過類型定義
? 設(shè)計檢查
? DFM兼容性
?PDN 分析
? 熱分析
在上面列出的主要布局任務(wù)中，材料選擇和布線任務(wù)最依賴于阻抗參數(shù)。例如，通常的做法是定義一個固定的阻抗，該阻抗又定義一個介電常數(shù)，用于定義和選擇用于層堆疊的材料類型，如下所示。
固定阻抗疊加
對于走線布線，阻抗也是主要因素。對于高速RF信號尤其如此，因為阻抗的變化會引起信號完整性問題。如噪音。因此，阻抗對于PCB布局設(shè)計確實很重要，但是電阻呢？
電阻對PCB布局的影響
在某些情況下，可以在不包括電阻或真實元素的情況下分析阻抗。例如，當(dāng)電抗大得多且電阻可忽略不計時。然而，實際上，電阻對所有電路都起作用，因為它會影響電流水平。對于PCB設(shè)計，傳輸線或走線相對較短，而電阻率最低的銅是最常使用的材料。因此，實際功率損耗通常不是問題。但是，由于磁場變化而引起的渦電流或I2R損耗是一個問題。
對于電路板布局設(shè)計，執(zhí)行設(shè)計檢查時通常會考慮電阻。例如配電（PDN）和/或熱分析。這些分析通常是通過模擬電路板在所需輸入和環(huán)境條件（類似于組裝好的PCB或PCBA部署的標(biāo)稱條件）下的操作來完成的。與PDN模擬相反，熱分析的主要目標(biāo)是確定熱量如何沿表面和整個板分布。這對于確定什么散熱和/或分布很重要需要采用各種技術(shù)和設(shè)備來確保電路板的可制造性和操作性。熱分析和PDN可以分別執(zhí)行（例如，通過不同的軟件工具）或使用單個高級工具執(zhí)行；例如Cadence的攝氏溫度求解器。
電阻在功率分配和熱分析中的重要性是基于這樣的事實，即熱量的變化會顯著改變材料的性能。例如抵抗。現(xiàn)在，我們知道阻抗和電阻對于PCB布局設(shè)計都很重要。但是，一個比另一個重要嗎？
阻抗與阻抗還是電路板布局的阻抗與阻抗？
如上所述，對于PCB布局設(shè)計而言，重要的是阻抗還是電阻，這不是問題。顯然，兩者都很重要，如下表所示。
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阻抗與電阻對PCB布局的重要性 |
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PCB布局任務(wù) |
阻抗 |
抵抗性 |
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材料選擇 |
X |
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放置 |
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路由 |
X |
X |
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設(shè)計檢查 |
|
X |
該表指出了哪些主要的PCB布局任務(wù)主要取決于阻抗和/或電阻。從這個角度來看，這些參數(shù)中的任何一個都不可以說是比另一個重要。因此，為了獲得良好的PCB布局設(shè)計，您應(yīng)該在兩個有影響的地方都加以利用。