估算PCB布线电阻的方法

概述：

我们通常需要快速地估计出印刷电路板上一根走线或一个平面的电阻值，而不是进行冗繁的计算。虽然现在已有可用的印刷电路板布局与信号完整性计算程序，可以精确地计算出走线的电阻，但在设计过程中，我们有时候还是希望采取快速粗略的估计方式。

有一种能轻而易举地完成这一任务的方法，叫做“方块统计”。采用这种方法，几秒钟就可精确估计出任何几何形状走线的电阻值(精度约为10%)。一旦掌握了这种方法，就可将需要估算的印刷电路板面积划分为几个方块，统计所有方块的数量后，就可估算出整个走线或平面的电阻值。

基本概念

方块统计的关键概念是：任何尺寸的正方形印刷电路板走线(厚度确定)的电阻值都与其它尺寸的方块相同。正方块的电阻值只取决于导电材料的电阻率及其厚度。

这一概念可适用于任何类型的导电材料。表1给出了一些常见的半导体材料以及它们的体电阻率。

对印刷电路板而言，最重要的材料就是铜，它是大多数电路板的制造原料(注意：铝用于集成电路片芯的金属化，本文原理同样适用于铝)。

我们先从图1中的铜方块说起。该铜块的长度为L，宽度也为L(因为是正方形)，厚度为t，电流通过的铜箔区截面积为A。该铜块的电阻可简单表示为R=ρL/A，其中，ρ是铜的电阻率(这是材料的固有特性，在25℃时为0.67μΩ/in.)。

但注意，截面A是长度L与厚度t的乘积(A=Lt)。分母中的L与分子中的L相互消去，只留下R=ρ/t。因此，铜块的电阻与方块的尺寸无关，它只取决于材料的电阻率与厚度。

如果我们知道任何尺寸铜方块的电阻值，并可将需要估算的整条走线分解成多个方块，就可加算(统计)方块数量，从而得出走线的总电阻。