一、PCB鋪銅的意義
PCB鋪銅就是將PCB上無布線區(qū)域閑置的空間用固體銅填充,鋪銅可以減小地線阻抗,提高抗干擾能力,降低壓降,提高電源效率,與地線相連,還可以減小環(huán)路面積。
數(shù)字電路中存在大量尖峰脈沖電流,因此降低地線阻抗顯得更有必要,普遍認(rèn)為,對于全由數(shù)字器件組成的電路,應(yīng)該大面積鋪地,但對于模擬電路,鋪銅所形成的地線環(huán)路,反而會引起電磁耦合干擾得不償失(高頻電路例外)。
因此,不是所有電路都要鋪銅的。
二、PCB鋪銅的優(yōu)缺點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn)
對于EMC(電磁兼容性)要求,大面積的地或電源需鋪銅,會起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND(保護(hù)地)起到防護(hù)作用。
對于PCB工藝制造要求,一般為了保證電鍍的鍍銅均勻效果,或者層壓不變形彎曲,對于布線較少的PCB板層鋪銅。
對于信號完整性要求,給高頻數(shù)字信號一個(gè)完整的回流路徑,并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。
2、缺點(diǎn)
如果對元器件管腳進(jìn)行鋪銅全覆蓋,可能導(dǎo)致散熱過快,從而導(dǎo)致拆焊和返修時(shí)困難。所以有時(shí)為了避免這種情況,對元器件采用十字連接(引腳接觸和焊盤接觸為“十”字)。
在天線部分周圍區(qū)域鋪銅容易導(dǎo)致信號弱,采集信號受到干擾,鋪銅的阻抗會影響到放大電路的性能。所以天線部分的周圍區(qū)域一般不會鋪銅。
三、PCB鋪銅的形狀
1、實(shí)體形狀鋪銅
實(shí)體敷銅,具備了加大電流和屏蔽的雙重作用。但是實(shí)體覆銅,如果過波峰焊時(shí),有一定的熱脹冷縮的拉力,板子可能會翹起來,甚至?xí)鹋?。因此?shí)體敷銅,一般會開幾個(gè)槽,緩解拉力導(dǎo)致銅箔起泡。
2、網(wǎng)格形狀鋪銅
網(wǎng)格敷銅,主要起到屏蔽作用,加大電流的作用會被降低。從散熱的角度說,網(wǎng)格敷銅既降低了銅的受熱面,又起到了一定的電磁屏蔽作用。但是生產(chǎn)工藝對網(wǎng)格形狀鋪銅有一定的要求,網(wǎng)格過小影響品質(zhì)良率。
四、PCB鋪銅的設(shè)計(jì)
在PCB設(shè)計(jì)的時(shí),一般PCB的每個(gè)面都要覆銅接地,主要原因是防止PCB彎曲變形和各種信號干擾、串?dāng)_。
所以在走線時(shí)要覆銅接地。但是由于外層有大量的元件及走線,所以銅箔會被這些元件焊盤及其走線分割成許多小的孤銅及細(xì)長的銅皮。
1、處理碎銅
那些細(xì)細(xì)長長的接地不良的地銅會具有天線效應(yīng),會引起EMC不良問題。所以要盡量避免在覆銅時(shí)引起碎銅,如引起碎銅可刪除處理。
2、處理孤立銅
孤島(死區(qū))銅問題,孤立銅如果比較小等同于碎銅,可刪除處理。如果很大,可定義為某個(gè)地,進(jìn)行添加過孔處理,此時(shí)就不存在孤立銅了。
五、PCB鋪銅的可制造性設(shè)計(jì)檢查
關(guān)于碎銅、孤立銅的可制造性問題,碎銅在生產(chǎn)制造過程中因細(xì)長的特征會被蝕刻掉,從而導(dǎo)致銅分離,脫落在其他位置導(dǎo)致不同網(wǎng)絡(luò)短路。
孤立銅在板廠CAM工程師處理生產(chǎn)文件時(shí),會提出詢問與設(shè)計(jì)工程師確認(rèn),因?yàn)闊o網(wǎng)絡(luò)鏈接的孤立銅屬于異常設(shè)計(jì)。所以設(shè)計(jì)存在孤立銅會浪費(fèi)溝通成本,耽誤生產(chǎn)周期。
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