实现电路板连接线的规格化

摘要：导线的规格参数可以很容易地从各种资料中获得，但如何用这些参数来计算印制板连接线的电阻呢？本文将介绍在PCB设计中利用导线规格与印制板连接线尺寸之间的关系，以及电阻与尺寸及温度之间的函数关系来计算连接线的电阻。

从各种出版物和手册中可以获得与尺寸相关的导线电气参数(通常称为导线规格)的大量信息。但如何用这些信息来分析印刷电路板连接线参数的资料却很少。下文将介绍导线规格和连接线面积之间的关系，以及如何利用连接线电阻与尺寸和温度之间的函数关系。

背景资料

美国导线规格(AWG)体系于1857年由J.R. Brown建立，称为Brown & Sharp (B&S)规格。从导线的生产工艺可以知道，导线是通过一系列直径逐渐减小的孔拉制而成，导线的规格大致反映了拉制所需要的步骤数。例如一个规格为24的导线比规格为20的导线多拉4次。表中所列为目前导线规格及其相应的直径和横截面面积。

在所有的资料中并没有对这些步骤进行具体定义，但有一点是一致的：规格0000 (4/0)，其直径定义为0.4600英寸；规格36，其直径为0.0050英寸。其它规格的几何尺寸都介于两点之间。如果这些尺寸均匀分布，则任何两个相邻直径之间的比值可由下式得出(注意：在规格0000和规格36之间共有39级)。

实际上，各规格的直径并不是均匀分布的。表中任何两个相邻直径之间的比值与该公式的计算结果很相近，但多级后就会因为误差累积而产生很大的偏差，因此利用上式的计算值是近似值而不是实际值。

计算方程式

在直径、直径常用对数与导线规格的曲线图中，可见直径的增长有一定规则，导线直径的对数与导线规格曲线几乎是直线。该曲线的方程为：规格 = -9.6954 - 19.8578×Log10(d)，其中d为导线直径，单位为英寸。

印制板连接线的横截面是长方形而不是圆形。因此，能定义以横截面面积为变量的等式如下：规格 = 1.08 + 0.10×Log10(l/a)，其中a为横截面面积，单位为平方英寸。

当导线的横截面面积已知时，通过上式可以计算出等效的导线规格。相反地，在导线规格已知时，通过下式可以计算出连接线的横截面面积：面积 = l/(10(10×规格- 10.8))