PCB覆銅的意義以及設(shè)計(jì)難點(diǎn)
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(chēng)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(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,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)鹋荨R虼舜竺娣e覆銅,,一般也會(huì)開(kāi)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(jiàn)相關(guān)書(shū)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,,建議可以根據(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哪些問(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zui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(kāi)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(kāi)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