在电子设备的设计中，电机驱动 PCB 布局至关重要。电机驱动 IC 在传递大量电流的同时会耗散大量电能，这些能量通常会耗散到印刷电路板（PCB）的铺铜区域。为保证 PCB 充分冷却，需要依靠特殊的 PCB 设计技术。本文将为您提供一些电机驱动 IC 的 PCB 设计一般性建议。

大面积铺铜的运用

铜是一种极好的导热体，而 PCB 的基板材料（FR - 4 玻璃环氧树脂）是不良导热体。从热管理角度看，PCB 的铺铜区域越多，导热越理想。例如，2 盎司（68 微米厚）的厚铜板比薄铜板导热效果更好，但厚铜价格昂贵且难以实现精细几何形状，所以通常选用 1 盎司（34 微米厚）的铜板，外层板常使用 1/2 盎司镀铜，厚度可达 1 盎司。

多层板中的内层板常采用实心铜板以便更好地散热，但由于其平面层通常位于电路板堆叠的中心位置，热量可能会被锁在电路板内部。此时，可以在 PCB 的外层板上添加铺铜区域，并使用过孔连接到内层板，将热量传递出来。双层 PCB 中存在走线和，散热更加困难，所以电机驱动 IC 应使用尽可能多的实心铜板和利于散热的过孔，将铜浇铸在外层板的两边，用 过孔连接，可将热量分散到不同区域。

宽走线的设计

由于流经电机驱动 IC 的电流很大（有时超过 10A），接入芯片的 PCB 走线宽度需仔细考虑。走线越宽电阻越小，必须调整好走线宽度，以保证走线中的电阻不会产生过多能量耗散导致温度升高，太细的走线易被烧断。

设计师通常采用 IPC - 2221 标准计算合适的走线粗细。该规范图表显示了不同电流水平的铜横截面积和允许的温升，可根据给定铜层厚度换算出走线宽度。例如，1 盎司厚度的铜层中负载 10A 电流需要 7mm 宽的走线实现 10°C 的温升，1A 电流仅需 0.3mm 的走线。不过，IPC - 2221 标准是针对恒定宽度的长 PCB 走线，若走线连接到较大的走线或铺铜区，短而窄的 PCB 走线电阻小，产生的热量会被吸入更宽的铺铜区域。

热过孔的使用

过孔用于将信号走线从一层传递到另一层，热过孔则用于传递热量。为降低热阻、提高散热效率，过孔应设计大一点，孔内覆铜面积越大越好。但在散热焊盘内部放置过孔时，大过孔会导致 “渗锡”，影响焊点质量。

减少 “渗锡” 的方法有：使用小过孔，但过孔越小热阻越高，需更多小过孔达到相同散热性能；“覆盖” 电路板背面的过孔，去除背板上阻焊层的开口，但会导致助焊剂滞留，不过现代免清洗助焊剂工艺大多无腐蚀性，不会引起问题。此外，散热孔必须直接连接至铺铜区域才能发挥散热作用。

焊接散热焊盘

TSSOP 和 QFN 封装中，芯片底部的大片散热焊盘用于器件散热，必须将其良好焊接到 PCB 上才能耗散功率。IC 规格书不一定指定焊盘焊膏的开口，SMT 制程工程师通常有自己的规则。

若使用和焊盘大小一样的开口，需更多焊料，焊料熔化时张力会使器件表面鼓起，还会引起焊料空洞。为解决这些问题，对于面积大于约 2mm2 的焊盘，焊膏通常沉积在几个小的正方形或圆形区域中，使助焊剂的挥发性物质更容易挥发，避免焊料析出。

元件贴装

电机驱动 IC 的元件贴装指南与其他 IC 相同。旁路电容应尽可能靠近器件电源引脚放置，旁边需放置大容量电容。许多电机驱动 IC 使用的自举电容或充电泵电容也应放在 IC 附近。

不同封装的布局建议

• 引线封装布局：标准的引线封装（如 SOIC 和 SOT - 23 封装）常用于低功率电机。MPS 公司采用 “倒装芯片引线框架” 结构，通过铜凸点和焊料将芯片粘接至金属引线，可通过引线将热量从芯片传导至 PCB。通过将较大的铜区域连接至承载较大电流的引线，可优化热性能。
  

  
  

• QFN 和 TSSOP 封装：TSSOP 封装为长方形，底部有较大外露板用于散热；QFN 封装为无引线封装，外缘和底部中央有板用于吸收热量。为排除这些封装中的热量，外露板必须良好焊接并接入 PCB 接地层。通常使用小钻孔直径的热通孔，若 SMT 工艺要求更小孔径，需增加孔数以保持较低整体热阻。
  

  
  

• 倒装芯片 QFN 封装：倒装芯片 QFN (FCQFN) 封装芯片倒装连接至器件底部的板，板通常以长条状布置。小通孔可置于板区域内，在多层板上可直接连接各层，其他情况下铜区域需直接连接至板以吸入热量。