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覆銅作為PCB設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),不管是國(guó)產(chǎn)的青越鋒PCB設(shè)計(jì)軟件,還國(guó)外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能覆銅功能,那么怎樣才能敷好銅,我將自己一些想法與大家一起分享,希望能給同行帶來(lái)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(shí)盡可能不變形的目的,大部分PCB生產(chǎn)廠家也會(huì)要求PCB設(shè)計(jì)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),那將得不賞失,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(huì)起作用,當(dāng)長(zhǎng)度大于噪聲頻率相應(yīng)波長(zhǎng)的1/20時(shí),就會(huì)產(chǎn)生天線效應(yīng),噪聲就會(huì)通過(guò)布線向外發(fā)射,如果在PCB中存在不良接地的覆銅話,覆銅就成了傳播噪音的工具,因此,在高頻電路中,千萬(wàn)不要認(rèn)為,把地線的某個(gè)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(guò)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(wèn)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(guò)波峰焊時(shí),板子就可能會(huì)翹起來(lái),甚至?xí)鹋?。因此大面積覆銅,一般也會(huì)開幾個(gè)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(shuō),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(cuò)方向的走線組成的,我們知道對(duì)于電路來(lái)說(shuō),走線的寬度對(duì)于電路板的工作頻率是有其相應(yīng)的“電長(zhǎng)度“的(實(shí)際尺寸除以工作頻率對(duì)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(shí)候,或許網(wǎng)格線的作用不是很明顯,一旦電長(zhǎng)度和工作頻率匹配時(shí),就非常糟糕了,你會(huì)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(hào)。所以對(duì)于使用網(wǎng)格的同仁,我的建議是根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)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(shuō)了這么多,那么我們?cè)诟层~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那些問(wèn)題:
1.如果PCB的地較多,有SGND、AGND、GND,等等,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(lái)獨(dú)立覆銅,數(shù)字地和模擬地分開來(lái)覆銅自不多言,同時(shí)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(lái),就形成了多個(gè)不同形狀的多變形結(jié)構(gòu)。
2.對(duì)不同地的單點(diǎn)連接,做法是通過(guò)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(wèn)題,如果覺(jué)得很大,那就定義個(gè)地過(guò)孔添加進(jìn)去也費(fèi)不了多大的事。
5.在開始布線時(shí),應(yīng)對(duì)地線一視同仁,走線的時(shí)候就應(yīng)該把地線走好,不能依靠于覆銅后通過(guò)添加過(guò)孔來(lái)消除為連接的地引腳,這樣的效果很不好。
6.在板子上最好不要有尖的角出現(xiàn)(《=180度),因?yàn)閺碾姶艑W(xué)的角度來(lái)講,這就構(gòu)成的一個(gè)發(fā)射天線!對(duì)于其他總會(huì)有一影響的只不過(guò)是大還是小而已,我建議使用圓弧的邊沿線。
7.多層板中間層的布線空曠區(qū)域,不要覆銅。因?yàn)槟愫茈y做到讓這個(gè)覆銅“良好接地”
8.設(shè)備內(nèi)部的金屬,例如金屬散熱器、金屬加固條等,一定要實(shí)現(xiàn)“良好接地”。
9.三端穩(wěn)壓器的散熱金屬塊,一定要良好接地。晶振附近的接地隔離帶,一定要良好接地。總之:PCB上的覆銅,如果接地問(wèn)題處理好了,肯定是“利大于弊”,它能減少信號(hào)線的回流面積,減小信號(hào)對(duì)外的電磁干擾。
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