6 PCB 布局技巧

除了上一节中给出的注意事项外，还需注意一些其他细节。与周围的 PCB 相比，稳压器可被视为“点”热源。如图 6-1 所示，热量将从该热源径向传播。您可以将热流视为一个“比萨饼”切片，如图所示。在我们给出的示例中，热量沿着 PCB 的铜平面流动。为了获得良好的热性能，请勿阻碍该径向路径，这一点很重要。

从这个模型可以了解到两个要点。首先，切片的“尖端”应与热源连接良好，以便整个切片有效地充当散热器。这意味着应避免在器件附近的热平面上形成切口。这也意味着应尝试将非关键元件放置在热源的对面。其次，不可能完全不破坏热平面，因为必须与稳压器以及关键外部元件进行连接。该模型表明，应尽可能沿径向形成切口。图 6-2 同时显示了良好和不良实践的示例。

此主题将在采用倒装芯片封装的 LMR33630-Q1 的示例布局（如图 6-3 所示）中继续探讨。这显示了一种类似的策略，即从中心放射出的厚而宽的布线。

良好散热设计的另一个方面是如何处理多个热源。对于开关稳压器，转换器和电感器都将耗散功率。良好的电气设计通常要求将这些元件贴近彼此放置。事实证明，将发热元件放得过近对热性能产生的影响超出预期。发热部件的“热足迹”约为元件封装面积的 18 倍，如图 6-4 所示。热足迹是 PCB 中受封装辐射和对流影响较大的区域。如果允许这些足迹重叠，元件温度将急剧升高。当封装变得接近封装尺寸的两倍时，影响最为显著。图 6-5 显示了可证明这种非线性效应的测量数据。

请注意，若要实现直流/直流转换器的良好 PCB 布局，不能仅考虑热因素。某些关键元件需要在同一侧靠近转换器放置。此外，开关节点上的宽布线可能会使 EMI 问题复杂化。转换器电感器也会耗散大量功率。然而，它通常需要靠近器件以尽可能地减小开关节点面积。换而言之，必须找到折衷方案，任何好的工程设计都是如此。您可在稳压器数据表中找到良好的整体 PCB 设计的适用资源，并且应始终遵循其中的建议。表 6-1 总结了一些良好的热 PCB 布局的最佳实践。