【转载】敷铜的利与弊

敷铜作为PCB设计的一个重要环节&＃xff0c;不管是国产的青越锋PCB设计软件&＃xff0c;还国外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能敷铜功能&＃xff0c;那么怎样才能敷好铜&＃xff0c;我将自己一些想法与大家一起分享&＃xff0c;希望能给同行带来益处。

    所谓覆铜&＃xff0c;就是将PCB上闲置的空间作为基准面&＃xff0c;然后用固体铜填充&＃xff0c;这些铜区又称为灌铜。敷铜的意义在于&＃xff0c;减小地线阻抗&＃xff0c;提高抗干扰能力&＃xff1b;降低压降&＃xff0c;提高 电源效率&＃xff1b;与地线相连&＃xff0c;还可以减小环路面积。也出于让PCB 焊接时尽可能不变形的目的&＃xff0c;大部分PCB 生产厂家也会要求PCB 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线&＃xff0c;敷铜如果处理的不当&＃xff0c;那将得不赏失&＃xff0c;究竟敷铜是“利大于弊”还是“弊大于利”&＃xff1f;

    大家都知道在高频情况下&＃xff0c;印刷电路板上的布线的分布电容会起作用&＃xff0c;当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时&＃xff0c;就会产生天线效应&＃xff0c;噪声就会通过布线向外发射&＃xff0c;如果在PCB 中存在不良接地的敷铜话&＃xff0c;敷铜就成了传播噪音的工具&＃xff0c;因此&＃xff0c;在高频电路中&＃xff0c;千万不要认为&＃xff0c;把地线的某个地方接了地&＃xff0c;这就是“地线”&＃xff0c;一定要以小于λ/20 的间距&＃xff0c;在布线上打过孔&＃xff0c;与多层板的地平面“良好接地”。如果把敷铜处理恰当了&＃xff0c;敷铜不仅具有加大电流&＃xff0c;还起了屏蔽干扰的双重作用。

    敷铜一般有两种基本的方式&＃xff0c;就是大面积的敷铜和网格铜&＃xff0c;经常也有人问到&＃xff0c;大面积覆铜好还是网格覆铜好&＃xff0c;不好一概而论。为什么呢&＃xff1f;大面积敷铜,具备了加大电 流和屏蔽双重作用&＃xff0c;但是大面积覆铜&＃xff0c;如果过波峰焊时&＃xff0c;板子就可能会翘起来&＃xff0c;甚至会起泡。因此大面积敷铜,一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡&＃xff0c;单纯的网格敷铜 主要还是屏蔽作用,加大电流的作用被降低了&＃xff0c;从散热的角度说&＃xff0c;网格有好处&＃xff08;它降低了铜的受热面&＃xff09;又起到了一定的电磁屏蔽的作用。但是需要指出的是&＃xff0c;网格是 使由交错方向的走线组成的&＃xff0c;我们知道对于电路来说&＃xff0c;走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度“的&＃xff08;实际尺寸除以工作频率对应的数字频率可得&＃xff0c; 具体可见相关书籍&＃xff09;&＃xff0c;当工作频率不是很高的时候&＃xff0c;或许网格线的作用不是很明显&＃xff0c;一旦电长度和工作频率匹配时&＃xff0c;就非常糟糕了&＃xff0c;你会发现电路根本就不能正常工 作&＃xff0c;到处都在发射干扰系统工作的信号。所以对于使用网格的同仁&＃xff0c;我的建议是根据设计的电路板工作情况选择&＃xff0c;不要死抱着一种东西不放。因此高频电路对抗干扰 要求高的多用网格&＃xff0c;低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。

    说了这么多&＃xff0c;那么我们在敷铜中&＃xff0c;为了让敷铜达到我们预期的效果&＃xff0c;那么敷铜方面需要注意那些问题&＃xff1a;
    1&＃xff0e;如果PCB的地较多&＃xff0c;有SGND、AGND、GND&＃xff0c;等等&＃xff0c;就要根据PCB板面位置的不同&＃xff0c;分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜&＃xff0c;数字地和模 拟地分开来敷铜自不多言&＃xff0c;同时在覆铜之前&＃xff0c;首先加粗相应的电源连线&＃xff1a;5.0V、3.3V等等&＃xff0c;这样一来&＃xff0c;就形成了多个不同形状的多变形结构。
    2&＃xff0e;对不同地的单点连接&＃xff0c;做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接&＃xff1b;
    3&＃xff0e;晶振附近的覆铜&＃xff0c;电路中的晶振为一高频发射源&＃xff0c;做法是在环绕晶振敷铜&＃xff0c;然后将晶振的外壳另行接地。
    4&＃xff0e;孤岛&＃xff08;死区&＃xff09;问题&＃xff0c;如果觉得很大&＃xff0c;那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。
    5&＃xff0e;在开始布线时&＃xff0c;应对地线一视同仁&＃xff0c;走线的时候就应该把地线走好&＃xff0c;不能依靠于覆
    铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚&＃xff0c;这样的效果很不好。
    6.在板子上最好不要有尖的角出现&＃xff08;《&＃61;180度&＃xff09;&＃xff0c;因为从电磁学的角度来讲&＃xff0c;这就构成的一个发射天线&＃xff01;对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已&＃xff0c;我建议使用圆弧的边沿线。
    7&＃xff0e;多层板中间层的布线空旷区域&＃xff0c;不要敷铜。因为你很难做到让这个敷铜“良好接地”
    8&＃xff0e;设备内部的金属&＃xff0c;例如金属散热器、金属加固条等&＃xff0c;一定要实现“良好接地”。
    9&＃xff0e;三端稳压器的散热金属块&＃xff0c;一定要良好接地。 晶振附近的接地隔离带&＃xff0c;一定要良好接地。总之&＃xff1a;PCB 上的敷铜&＃xff0c;如果接地问题处理好了&＃xff0c;肯定是“利大于弊”&＃xff0c;它能减少信号线的回流面积&＃xff0c;减小信号对外的电磁干扰。