快速估算电路板走线或者平面的电阻值的方法（二）

一个更复杂的例子我们用一个较为复杂的例子来说明如何使用这种技术。图6a为一个较复杂的形状，计算它的电阻需要费点工夫。这个例子里，我们假设条件是25℃下铜箔重量为1oz.，电流方向是沿走线的整个长度，从A点到B点。A端和B端都放有连接器。采用前述的相同技术，我们可把复杂形状分解为一系列方块，如图6b所示。这些方块可以是任何适宜的尺寸，可用不同尺寸的方块来填充整个感兴趣的区域。只要我们有一个正方块，并知道铜走线的重量，就能知道电阻值。我们共有六个完全正方块，两个包括连接器的正方块，还有三个拐角方块。由于1oz.铜箔的电阻为0.5mΩ/方块，并且电流线性地流过六个全方块，这些方块的总电阻为：6×0.5mΩ=3mΩ。然后，我们要加上两个有连接器的方块，每个按0.14个方块计算(图5c)。因此，两个连接器算0.28个方块(2×0.14)。对于1oz.铜箔，这增加了0.14mΩ的电阻(0.28×0.5mΩ=0.14mΩ)。最后，加上三个拐角方块。每个按0.56个方块计算，总共为3×0.56×0.5mΩ=0.84mΩ。因此，从A到B的总电阻为3.98mΩ(3mΩ+0.14mΩ+0.84mΩ)。总结如下：●六个为1的全正方形=6个等效方块;两个为0.14的连接器方块=0.28个等效方块;三个为0.56的角方块=1.68个等效方块●总等效方块数=7.96个等效方块●电阻(A到B)=7.96个方块的电阻，因每方块为0.5mΩ，于是总电阻=3.98mΩ这一技术可以方便地应用至复杂的几何形状。一旦知道了某根走线的电阻值，想算其它量(如电压降或功耗等)就很简单了。过孔怎么算?印刷通常都不限于单层，而是以不同层的方式堆叠起来。过孔用于不同层之间的走线连接。每个过孔的电阻有限，在走线总电阻计算时必须将过孔的电阻考虑在内。一般而言，当过孔连接两根走线(或平面)时，它就构成了一个串联电阻元件。经常采用多个并联过孔的方法，以降低有效电阻。过孔电阻的计算基于图7所示的简化过孔几何形状。沿着过孔长度(L)方向的电流(如箭头所指)穿过一个截面积区域(A)。厚度(t)取决于过孔内壁电镀的铜层厚度。经过一些简单的代数变换，过孔电阻可表示为R=ρL/[π(Dt-t2)]，其中，ρ是镀铜的电阻率(25℃下为2.36μΩ/in.)。注意，镀铜的电阻率远高于纯铜的电阻率。我们假设，过孔中镀层的厚度t一般为1mil，它与的铜箔重量无关。对于一个10层板，层厚为3.5mil，铜重量为2oz.时，L大约为63mil。基于上述假设，表3给出了常见过孔尺寸及其电阻。我们可以针对自身特殊的板厚，调整这些数值的高低。另外，网上也有许多免费易用的过孔计算程序。以上就是一种估算印刷走线或平面直流电阻的简单方法。复杂的几何形状可以分解成多个不同尺寸的铜方块，以近似于整个铜箔区。一旦确定了铜箔的重量，则任何尺寸方块的电阻值就都是已知量了。这样，估算过程就简化为单纯的铜方块数量统计。