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技術專題
PCB布局最重要阻抗與電阻
設計電路板布局時，可以很容易地確定一個例程，在該例程中，某些參數比其他參數受到更多的重視。當參數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。然而，在布局PCB時通常不考慮此重要參數。另一方面，源自電阻的阻抗是常見的設計因素。
讓我們通過研究如何使用阻抗來創建電路板布局以及電阻如何影響設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布局設計過程可以大致分為以下活動：
主要的PCB布局任務
?材料選擇任務
?選擇圖層材質
?定義層厚度
?選擇阻焊層類型
? 布置任務
? 確定組件放置位置
? 確定鉆孔和通孔的位置
? 路由任務
? 設置痕量銅的重量
? 設置走線的長度和寬度
? 定義跟蹤路徑
? 通過類型定義
? 設計檢查
? DFM兼容性
?PDN 分析
? 熱分析
在上面列出的主要布局任務中，材料選擇和布線任務最依賴于阻抗參數。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，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。
對于電路板布局設計，執行設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境條件（類似于組裝好的PCB或PCBA部署的標稱條件）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和設備來確保電路板的可制造性和操作性。熱分析和PDN可以分別執行（例如，通過不同的軟件工具）或使用單個高級工具執行；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。現在，我們知道阻抗和電阻對于PCB布局設計都很重要。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 |
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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設計檢查 |
|
X |
該表指出了哪些主要的PCB布局任務主要取決于阻抗和/或電阻。從這個角度來看，這些參數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布局設計，您應該在兩個有影響的地方都加以利用。