印刷電路板設計與佈線
走線(trace)
走線是 PCB 上那些扁平銅路之一——印在板上、相當於電線的東西。它不是一條你能拿起來的圓形絕緣電線,而是一條貼合在板上、又薄又扁的銅條,從一個焊墊跑到另一個焊墊。電路圖所要求的每一條連接,在成品板上都化為一條走線(或一串走線,透過導孔在層間跳躍)。當人們說為板子佈線,指的就是畫這些銅路。
走線不是一條完美的零電阻電線;它是有寬度、厚度、長度的真實導體,而這些決定它的行為。它的電阻遵循與任何導體相同的規則:越長越細電阻越大,越寬越厚電阻越小。它的寬度決定它能安全承載多少電流而不過熱——在標準 1 盎司銅上的粗略經驗法則是,欲使溫升不大,每 10 安培約需 10 mm 寬,所以一條 0.25 mm 的訊號走線輕鬆承受幾分之一安培,而一條電源走線可能寬達數毫米。寬度也讓走線跑得涼:粗走線把熱攤開、壓降也較小。
為何重要:選走線寬度是真實的設計決定,不是套預設值。對電流而言太細,走線就會發熱、產生壓降,極端時像保險絲一樣燒斷。除了電阻,走線也有電感,而快速變化的電流流過那電感會造成電壓尖峰——這正是為何電源與接地走線想要又短又寬,也是為何在高速訊號上,走線在接地層上方的幾何(它的阻抗)會突然變得重要。走線雖不起眼,卻是一個如假包換的電路元件。
一個 5 V 穩壓器透過 0.3 mm 走線送 2 A,會跑得很燙並產生明顯壓降;把它加寬到 2 mm,電阻與發熱大約降為六分之一。附近承載微安培的訊號走線,則維持髮絲般細的 0.2 mm。
寬度決定電流容量與電阻——讓走線配得上它的任務。
走線寬度表假設了你願意接受的某個溫升與標準銅厚;它們是準則,不是保證。對電流關鍵的走線,也要把導孔(承載電流不如寬走線)以及附近元件的熱一併計入。
又稱
另見