很久以前，在較低的頻率和離散的點對點布線的“舊時代”中，構建物理電路最需要的是原理圖，完善的BOM表，以及可能在施工前完成的相關裝配圖。就是這樣基本原理圖顯示了電路組件之間的互連，并且經常有一些有用的注釋，例如“不要將組件x放置在組件y附近”。所構建的電路存在電線布線和線束問題，這些問題是切實而直接的。

那些日子已經一去不復返了，PCB現在統治著我們的世界。這些PCB從低端消費產品的廉價，單面，穿孔酚醛板到多層，薄走線，緊密走線間隔以及層間無數通孔的電路板。在這里，值得一提的是，via代表垂直互連訪問，但是如今很少被說明。

沒有這些密集的板及其功能，我們將陷于困境。就這么簡單。較小的組件導致更緊密的電路板，而較緊的電路板則支持越來越小的組件。現在，無源和有源組件的側面尺寸通常只有幾毫米甚至更少。

PCB散熱問題

這些高密度PCB存在嚴重的散熱和RF問題。幸運的是，這里有可用的幫助。最近，我看到了道格拉斯·布魯克斯（Douglas Brooks）和約翰內斯·亞當斯（Johannes Adam）所寫的一本新書，標題為“通孔，走線電流和溫度的PCB設計指南”，無廢話（Artech House，ISBN 978-1-63081-860-9） 。這本占地246頁的重磅書告訴您與PCB走線和布局相關的散熱問題。

這本書遠遠超出了基礎知識，可以無意間引起董事會設計者的內心和恐懼。如果您對與PCB走線有關的熱問題的了解始于重要的行業指南“ IPC-2152：確定印刷電路板設計中的載流量的標準”，則您需要更加了解，因為該標準僅僅是冰山一角。

本書涵蓋的眾多問題包括敏感性分析，顯示了當操作環境變化時會發生什么。這包括對相鄰跡線和平面的影響，跡線長度的變化和熱梯度的存在，以及定影問題和跡線過載的后果。它還考察了眾所周知的走線和過孔電壓降的影響，直角附近的熱效應以及如何覆蓋頻率效應。

PCB走線的“定影”問題會引起個人共鳴。許多年前，在進行一個項目時，我們有載有10 A直流母線的電路板走線，除了在一個小地方外，它們的尺寸相對于該電流而言都是保守的。電路板設計人員/版圖設計人員手動將軌跡“縮頸”到幾毫米的細頭發上，這樣它就可以“潛入”一個更大的組件。幾個月后，我們在直流電源分配樹上出現了隨機的現場故障。

長話短說：由于電流和持續時間，工作環境以及其他因素的影響，I2R在現場和開路時的隨機耗散會導致痕跡的細小條充當保險絲。花費了一段時間來縮小范圍并跟蹤問題（預期的雙關語）。幸運的是，返修很容易：將一根細的跳線與變細的導線平行焊接到板上，從而完全解決了問題。

PCB上的RF問題

當然，PCB絕不只是帶有直流電的走線和平面；它的作用還不止于此。還有一個RF世界，其時鐘和頻率跨越數百兆赫茲和千兆赫茲。具有諷刺意味的是，RF和DC世界確實重疊，因為各種類型的寄生蟲和電流路徑直接影響RF性能并使模型復雜化，而這種情況的真實模型具有挑戰性。

重合這本書，我碰到一個PowerPoint演示文稿想出了一個溫和的，幾乎是無辜的標題“的‘勤’神話”，由布魯斯·Archambeault博士，IBM杰出工程師和電子工程師協會會員。盡管由于其2007年的日期而顯得有些古老，但這種可讀性強，清晰易懂的演示文稿的課程是永恒的??，并且在今天尤為重要。盡管有105張幻燈片，但它從來沒有讓人感到不知所措，因為它既簡單又不簡單。網上有許多不同形式和長度的類似演講，這是我閱讀過的最好的演講之一。

電磁，趨膚效應，電感，接地和返回電流路徑這五個主要部分中的每一個都具有足夠的背景知識和理論來滿足所需的上下文，并具有實用的解釋和清晰，內容豐富且精巧的插圖。甚至還有一些幽默的幽默，對于這個話題來說這并不容易。有些要點是顯而易見的，但值得重復，而其他要點則不太明顯（圖2）。

圖2電流的簡單圖清楚地提醒了由于設計和開發過程的壓力而忽略了基本規則。（圖片來源：布魯斯·阿坎博特）

我對這兩種資源特別感興趣的是，它們不涉及復雜的分析，深層物理學或密集的數學。本書和PowerPoint演示都體現了“返璞歸真”的觀點，并擴大了重述和對基礎的提醒，提供了更新的觀點，使設計師在“紙上”設計變得切實時需要注意什么。

很容易陷入高階場和微分方程中，但對于固體工程而言，IR壓降，I2R耗散，熱基本原理，阻抗和電流路徑的基礎很重要，因此要在良好和可靠的設計之間進行區別而不是邊緣的或更差的。畢竟，對于性能良好的產品而言，完美的原理圖和無bug的軟件（至少是有bug的軟件）是必需的，但還不夠。

您是否曾經發現PCB跡線尺寸和散熱問題或DC和RF返回電流之類的基礎知識，成為使設計合格的最大“頭痛”？您是否早就體會到了挑戰，卻努力說服其他人解決問題的可能性？
編輯：hfy