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PCB覆銅的意義以及設(shè)計難點


  來源: NEPCON 時間:2016-08-23 作者:NEPCON
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 為了更好的捕捉國際領(lǐng)先的PCB制造技術(shù),全方位展示國內(nèi)電路板產(chǎn)業(yè)制造水準(zhǔn),8月30日至9月1日,2016深圳國際電路板采購展覽會(CS Show 2016)將在深圳會展中心盛大開幕。展會開幕后,和PCB產(chǎn)業(yè)相關(guān)的論壇峰會將輪流召開,PCB產(chǎn)業(yè)從制造材料到技術(shù)裝備,從組件到系統(tǒng)、從應(yīng)用到服務(wù),整個產(chǎn)業(yè)鏈都將被完整剖析。覆銅作為PCB設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié),不管是國產(chǎn)的青越鋒PCB設(shè)計軟件,還是國外的一些Power PCB都提供了智能覆銅功能。那么怎樣才能敷好銅,今天就與大家分享一些經(jīng)驗技巧,希望能給PCB的行業(yè)同仁們帶來益處。 

所謂覆銅,就是將PCB上閑置的空間作為基準(zhǔn)面,然后用固體銅填充,這些銅區(qū)又稱為灌銅。覆銅的意義在于,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。也出于讓PCB焊接時盡可能不變形的目的,大部分PCB生產(chǎn)廠家也會要求PCB設(shè)計者在PCB的空曠區(qū)域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線,覆銅如果處理的不當(dāng),那將得不償失,究竟覆銅是“利大于弊”還是“弊大于利”? 


大家都知道在高頻情況下,印刷電路板上的布線的分布電容會起作用,當(dāng)長度大于噪聲頻率相應(yīng)波長的1/20時,就會產(chǎn)生天線效應(yīng),噪聲就會通過布線向外發(fā)射,如果在PCB中存在不良接地的覆銅,覆銅就成了傳播噪音的工具,因此,在高頻電路中,千萬不要認(rèn)為,把地線的某個地方接了地,這就是“地線”,一定要以小于λ/20的間距,在布線上打過孔,與多層板的地平面“良好接地”。如果把覆銅處理恰當(dāng)了,覆銅不僅具有加大電流,還起了屏蔽干擾的雙重作用。 

覆銅一般有兩種基本的方式,就是大面積的覆銅和網(wǎng)格銅,經(jīng)常也有人問到,大面積覆銅好還是網(wǎng)格覆銅好,不好一概而論。為什么呢?大面積覆銅,具備了加大電流和屏蔽雙重作用,但是大面積覆銅,如果過波峰焊時,板子就可能會翹起來,甚至?xí)鹋?。因此大面積覆銅,一般也會開幾個槽,緩解銅箔起泡,單純的網(wǎng)格覆銅主要還是屏蔽作用,加大電流的作用被降低了,從散熱的角度說,網(wǎng)格有好處(它降低了銅的受熱面)又起到了一定的電磁屏蔽的作用。但是需要指出的是,網(wǎng)格是使由交錯方向的走線組成的,我們知道對于電路來說,走線的寬度對于電路板的工作頻率是有其相應(yīng)的“電長度“的(實際尺寸除以工作頻率對應(yīng)的數(shù)字頻率可得,具體可見相關(guān)書籍),當(dāng)工作頻率不是很高的時候,或許網(wǎng)格線的作用不是很明顯,一旦電長度和工作頻率匹配時,就非常糟糕了,你會發(fā)現(xiàn)電路根本就不能正常工作,到處都在發(fā)射干擾系統(tǒng)工作的信號。所以對于使用網(wǎng)格的同仁,建議可以根據(jù)設(shè)計的電路板工作情況選擇,不要死抱著一種東西不放。因此高頻電路對抗干擾要求高的多用網(wǎng)格,低頻電路有大電流的電路等常用完整的鋪銅。 


說了這么多,那么我們在覆銅中,為了讓覆銅達(dá)到我們預(yù)期的效果,那么覆銅方面需要注意哪些問題: 

1.如果PCB的地較多,有SGND、AGND、GND等,就要根據(jù)PCB板面位置的不同,分別以最主要的“地”作為基準(zhǔn)參考來獨立覆銅,數(shù)字地和模擬地分開來覆銅自不多言,同時在覆銅之前,首先加粗相應(yīng)的電源連線:5.0V、3.3V等等,這樣一來,就形成了多個不同形狀的多變形結(jié)構(gòu)。 

2.對不同地的單點連接,做法是通過0歐電阻或者磁珠或者電感連接。 

3.晶振附近的覆銅,電路中的晶振為一高頻發(fā)射源,做法是在環(huán)繞晶振覆銅,然后將晶振的外殼另行接地。 

4.孤島(死區(qū))問題,如果覺得很大,那就定義個地過孔添加進(jìn)去也費不了多大的事。 

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