来自专治PCB疑难杂症总群（添加杨医生微信号：johnnyyang206可入群讨论）微友的疑难杂症：如何控制PCB走线的直流电阻？使之既能满足加热需求又不至于烧断铜皮？ 杨医生个人角度来一起分析探讨下这个问题，欢迎大家加入群聊探讨。   首先我们来分析下PCB走线是如何导致PCB加热，甚至烧断铜皮的。 我们来举个例子：在PCB布线时电源通道上的瓶颈， 用铜皮来实现电源的连接时，走线过程中的避让孔和线等给通道上造成的瓶颈。由于设备上电时的冲击电流比最大工作电流大，瓶颈处的温升过高会烧断铜皮， 甚至烧焦板子，造成 PCB 板材碳化漏电引起火灾。如我们PCB板上的主要通道宽度需要 250mil，但某一个瓶颈处的宽度只有 20mil。用的铜厚只有 0.5OZ， 当 2A 电流流过瓶颈处时，局部的温升大于 270 度。从而引发烧断铜皮。   举完例子我们来看看分析： 板上的热能其实跟我们板上的功耗相关，即可以这样理解，PCB走线上的功耗会转变为热能， 使 PCB 印制线的温度升高。我们可以通过公式原理：W = I²* R ，可计算出相应的功耗. 功耗比较容易算出，但要真正知道板上的导热温度却绝非易事。 PCB板上的导热如何计算？ 有两种方案：可以通过热仿真来看看PCB板上的导热温度。另外一种方案就是通过PCB板导电系数计算公式（公式来源于J.E. Graebner, “Thermal Conductivity of Printing Wiring Boards”）   热传递的公式： Φ=KA⊿T， 通过这样我们就大致能计算出PCB板上的热能，但是这个还是终究比较复杂，不如仿真方便快捷。对于PCB设计者而言，也无需真正去计算。回过来来我们只要了解PCB走线上的功耗会转变为热能， 使 PCB 印制线的温度升高就可以了。   PCB板上的温升又如何计算？ 基于IPC-2221，首先根据最大的工作电流 Max_Current 和允许的温升指标 Temp_Rise， 计算出要求导体的截面积Area，然后由截面积 Area 和印制线的铜厚 Thickness，计算出印制线的宽度 Width。   反过来我们也可以根据横截面积，宽度，最大工作电流来计算温升。 基于MIL-STD-275 通过原理分析后，我们如何来在设计中运用？ 根据直流电阻的公式： R=ρXL /(WXH), 由公式可知， 导体的电阻与长度和材料的电阻率成正比， 与截面积成反比。导体的长度越长电阻越大，截面积越大电阻越小。而对于PCB而言，分为基铜和电镀铜，基铜与电镀铜的电阻率是不一样的。所以在计算的时候需要留意一下。   杨医生根据以上的分析可以得出设计中的几个点： 1，通过PCB走线来加热，我们可以用更薄的铜皮，用内层走线，用更小的线宽。这是从理论上说的，是否还有其他的，比如板材的影响，因为普通板材的导热系数相差不大，所以带来的加热效果也不会有较大出入。但是如果是铝基板，铜基板这种就不一样了。因为散热能力好，加热效果肯定就弱了。再如油墨的影响，不同的油墨，不同的油墨厚度虽然影响小，但是也能起到一定的作用。
2，当满足了加热要求后，我们还得需要保证避免温度升高而造成铜皮烧断的情况发生。在考量过程中注意留一些裕量。正如前面所分析，可以通过计算或者仿真得出我们的一个温升以及压降（关于压降的计算在后续的公众号文章中会发表出来）。   3，电子设备产生的热量，使内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备会继续升温，器件就会因过热失效，电子设备的可靠性将下降。所以我们PCB产品的设计更多的是考虑散热，那从散热角度，又有哪些角度？ 杨医生分析： ☆保证散热通道畅通：充分利用元器件排布、铜皮、开窗及散热孔等技术建立合理有效的低热阻通道,保证热量顺利导出PCB。   ☆添加散热通孔：整板设计一些散热通孔，另外在功耗热量大的器件散热焊盘上也可以添加散热孔，这样可以有效地提高散热面积和减少热阻。   ☆使用导热材料：在高功耗器件与基材的接触面上使用导热材料如散热器，散热片等，提高热传导效率。   ☆PCB设计上改善：用厚一点的铜箔，多层板设计，使用铝基板，陶瓷基板等；注意高器件的错开布局，通风方向不要被挡住；局部做亮铜处理等等。 关注微信公众号：专治pcb疑难杂症 （PCBDoctor） 解决遇到的各种PCB疑难杂症。
杨医生简介 杨医生，80后，曾多次美国硅谷深造，高级PCB设计工程师，技术专家，曾获得四项PCB设计专利；设计过的产品项目数量总和500+，设计的最大单板项目50000pin+，设计过32层的硬板PCB项目以及16+4的软硬结合板项目，设计过1阶，2阶，3阶以及任意阶的HDI项目，擅长领域包括但不限于：PCB板级信号完整性分析，PCB板级电源完整性分析，PCB封装计，PCB layout设计，PCB工艺分析，板级EMC电磁兼容分析；杨医生医道：治于无形而出于前。