覆铜是PCB设计中的重要环节。无论是国内的清岳峰PCB设计软件,还是国外的一些Protel和PowerPCB,都提供了智能覆铜功能,那么如何应用好铜,我就和大家分享一些想法分享,希望能给同行带来好处。
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所谓镀铜,就是利用PCB上的空闲空间作为参考平面,然后用实心铜填充。这些铜区也叫填铜。镀铜的意义是降低地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高功率效率;连接地线也可以减少环路面积。为了在焊接过程中尽可能防止印刷电路板变形,大多数印刷电路板制造商还要求印刷电路板设计人员用铜皮或网格状地线填充印刷电路板的开放区域。如果铜涂层处理不当,将不会得到奖励。镀铜是“利大于弊”还是“弊大于利”?
众所周知,印刷电路板上布线的分布电容在高频时会起作用。当长度大于噪声频率对应波长的1/20时,就会产生天线效应,噪声通过布线向外发射,如果PCB中有接地不良的覆铜板,覆铜板就会成为传播噪声的工具。因此,在高频电路中,千万不要以为把地线的某个地方接地就是“地线”,必须在距离/20以内的布线打洞,这样与多层板的接地平面“接地良好”。如果铜包层处理得当,铜包层不仅可以增加电流,还可以起到屏蔽干扰的双重作用。
铜包层一般有两种基本方式,即大面积铜包层和栅格铜包层。经常被问到大面积铜包层好还是栅格铜包层好。为什么?大面积覆铜具有增加电流和屏蔽的双重功能,但如果大面积覆铜,板材在进行波峰焊时可能会翘曲甚至起泡。因此,当大面积镀铜时,通常会开几个凹槽来减轻铜箔的起泡。纯栅铜镀层主要起到屏蔽的作用,增加电流的作用减小。从散热的角度来说,格栅是有好处的(减少了铜的受热面),起到一定的电磁作用屏蔽。但是需要指出的是,网格是由方向交错的迹线组成的。我们知道对于电路来说,走线的宽度与电路板的工作频率有其对应的“电长度”(实际尺寸可以通过除以工作频率对应的数字频率得到,相关书籍都有)。当工作频率不是很高的时候,也许是网格线的作用不明显。电气长度一旦和工作频率匹配就很不好了,你会发现电路根本就是这样,所以对于使用电网的同事,我的建议是根据设计好的电路板的工作情况来选择,不要拘泥于一件事。所以高频电路对多用电网抗干扰要求高,低频电路有大电流电路,一般用于全铜敷设。
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说了这么多,为了让铜包层达到我们的预期效果,我们需要注意铜包层中的那些问题:
1.如果有许多多氯联苯的土地,如SGND,农业和农村发展部,GND等。需要根据PCB 板面的不同位置,以主“地”为基准独立覆铜,数字地和模拟地分开覆铜就不用说了。同时,覆铜前,相应的电源连接:5.0V、3.3V等。应该先加厚。这样,
2.对于不同地方的单点连接,做法是通过0 欧电阻或磁珠或电感连接;
3.电路中靠近晶振, 晶振的覆铜板是高频辐射源。方法是用覆铜板包围晶振,然后把晶振的外壳单独接地。
4.如果孤岛(死区)问题很大,定义一个地面过孔并添加它不会花费很多。
5.在布线,之初,地线应该得到平等的对待,而地线在路由时应该得到很好的对待。不可能通过在铜覆层后添加过孔来消除它作为连接接地引脚的作用。这样的效果很不好。
6.板上最好不要有尖角("=180度"),因为从电磁角度来看,这构成了发射天线!对其他人来说,只有大或小才会永远有影响。建议用沿弧边。
7.请勿用铜覆盖多层板中间层的布线开放区域。因为你很难做出这种覆铜的“好接地”
8.设备内部的金属,如金属散热器和金属加强条,必须“良好接地”。
9.三端稳压器的散热金属块必须良好接地。晶振附近的接地隔离带必须良好接地。总之,覆铜板的接地问题如果解决得当,利大于弊。它可以减少信号线的回流面积,减少信号的外部电磁干扰。