覆銅是PCB設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。無(wú)論是國(guó)內(nèi)的清岳峰PCB設(shè)計(jì)軟件,還是國(guó)外的一些Protel和PowerPCB,都提供了智能覆銅功能,那么如何應(yīng)用好銅,我就和大家分享一些想法分享,希望能給同行帶來(lái)好處。
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所謂鍍銅,就是利用PCB上的空閑空間作為參考平面,然后用實(shí)心銅填充。這些銅區(qū)也叫填銅。鍍銅的意義是降低地線阻抗,提高抗干擾能力;降低壓降,提高功率效率;連接地線也可以減少環(huán)路面積。為了在焊接過(guò)程中盡可能防止印刷電路板變形,大多數(shù)印刷電路板制造商還要求印刷電路板設(shè)計(jì)人員用銅皮或網(wǎng)格狀地線填充印刷電路板的開(kāi)放區(qū)域。如果銅涂層處理不當(dāng),將不會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)。鍍銅是“利大于弊”還是“弊大于利”?
眾所周知,印刷電路板上布線的分布電容在高頻時(shí)會(huì)起作用。當(dāng)長(zhǎng)度大于噪聲頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的1/20時(shí),就會(huì)產(chǎn)生天線效應(yīng),噪聲通過(guò)布線向外發(fā)射,如果PCB中有接地不良的覆銅板,覆銅板就會(huì)成為傳播噪聲的工具。因此,在高頻電路中,千萬(wàn)不要以為把地線的某個(gè)地方接地就是“地線”,必須在距離/20以內(nèi)的布線打洞,這樣與多層板的接地平面“接地良好”。如果銅包層處理得當(dāng),銅包層不僅可以增加電流,還可以起到屏蔽干擾的雙重作用。
銅包層一般有兩種基本方式,即大面積銅包層和柵格銅包層。經(jīng)常被問(wèn)到大面積銅包層好還是柵格銅包層好。為什么?大面積覆銅具有增加電流和屏蔽的雙重功能,但如果大面積覆銅,板材在進(jìn)行波峰焊時(shí)可能會(huì)翹曲甚至起泡。因此,當(dāng)大面積鍍銅時(shí),通常會(huì)開(kāi)幾個(gè)凹槽來(lái)減輕銅箔的起泡。純柵銅鍍層主要起到屏蔽的作用,增加電流的作用減小。從散熱的角度來(lái)說(shuō),格柵是有好處的(減少了銅的受熱面),起到一定的電磁作用屏蔽。但是需要指出的是,網(wǎng)格是由方向交錯(cuò)的跡線組成的。我們知道對(duì)于電路來(lái)說(shuō),走線的寬度與電路板的工作頻率有其對(duì)應(yīng)的“電長(zhǎng)度”(實(shí)際尺寸可以通過(guò)除以工作頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)字頻率得到,相關(guān)書(shū)籍都有)。當(dāng)工作頻率不是很高的時(shí)候,也許是網(wǎng)格線的作用不明顯。電氣長(zhǎng)度一旦和工作頻率匹配就很不好了,你會(huì)發(fā)現(xiàn)電路根本就是這樣,所以對(duì)于使用電網(wǎng)的同事,我的建議是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路板的工作情況來(lái)選擇,不要拘泥于一件事。所以高頻電路對(duì)多用電網(wǎng)抗干擾要求高,低頻電路有大電流電路,一般用于全銅敷設(shè)。
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說(shuō)了這么多,為了讓銅包層達(dá)到我們的預(yù)期效果,我們需要注意銅包層中的那些問(wèn)題:
1.如果有許多多氯聯(lián)苯的土地,如SGND,農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部,GND等。需要根據(jù)PCB 板面的不同位置,以主“地”為基準(zhǔn)獨(dú)立覆銅,數(shù)字地和模擬地分開(kāi)覆銅就不用說(shuō)了。同時(shí),覆銅前,相應(yīng)的電源連接:5.0V、3.3V等。應(yīng)該先加厚。這樣,
2.對(duì)于不同地方的單點(diǎn)連接,做法是通過(guò)0 歐電阻或磁珠或電感連接;
3.電路中靠近晶振, 晶振的覆銅板是高頻輻射源。方法是用覆銅板包圍晶振,然后把晶振的外殼單獨(dú)接地。
4.如果孤島(死區(qū))問(wèn)題很大,定義一個(gè)地面過(guò)孔并添加它不會(huì)花費(fèi)很多。
5.在布線,之初,地線應(yīng)該得到平等的對(duì)待,而地線在路由時(shí)應(yīng)該得到很好的對(duì)待。不可能通過(guò)在銅覆層后添加過(guò)孔來(lái)消除它作為連接接地引腳的作用。這樣的效果很不好。
6.板上最好不要有尖角("=180度"),因?yàn)閺碾姶沤嵌葋?lái)看,這構(gòu)成了發(fā)射天線!對(duì)其他人來(lái)說(shuō),只有大或小才會(huì)永遠(yuǎn)有影響。建議用沿弧邊。
7.請(qǐng)勿用銅覆蓋多層板中間層的布線開(kāi)放區(qū)域。因?yàn)槟愫茈y做出這種覆銅的“好接地”
8.設(shè)備內(nèi)部的金屬,如金屬散熱器和金屬加強(qiáng)條,必須“良好接地”。
9.三端穩(wěn)壓器的散熱金屬塊必須良好接地。晶振附近的接地隔離帶必須良好接地??傊?,覆銅板的接地問(wèn)題如果解決得當(dāng),利大于弊。它可以減少信號(hào)線的回流面積,減少信號(hào)的外部電磁干擾。