所谓镀铜是指将印刷电路板上的空闲空间作为基准面,用实心铜填充。这些铜区域也称为铜填充。镀铜的意义在于降低地线的阻抗,提高抗干扰能力;降低电压降,提高功率效率;与地线连接也可以减少回路面积。
镀铜是印刷电路板设计中的一个重要环节。无论是国内的清岳峰PCB设计软件,还是国外的一些Protel和PowerPCB,它都提供了智能覆铜功能,所以如何把铜应用好,我会和大家分享一些想法分享,希望能给同行带来好处。
所谓镀铜是指将印刷电路板上的空闲空间作为基准面,用实心铜填充。这些铜区域也称为铜填充。镀铜的意义在于降低地线的阻抗,提高抗干扰能力;降低电压降,提高功率效率;与地线连接也可以减少回路面积。为了防止印刷电路板在焊接过程中尽可能地变形,大多数印刷电路板制造商还要求印刷电路板设计者用铜皮或栅格地线填充印刷电路板的开放区域。如果铜包层处理不当,将不会得到奖励。铜包层是“利大于弊”还是“弊大于利”?
众所周知,印刷电路板上布线的分布电容在高频时会起作用。当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,将产生天线效应,噪声将通过布线向外发射。如果印刷电路板上有接地不良的覆铜板,覆铜板将成为传播噪声的工具。因此,在高频电路中,千万不要以为把地线的某个地方接地就可以了。布线必须在小于/20的距离处穿孔,这与多层板的接地层“良好接地”。如果铜包层处理得当,铜包层不仅可以增加电流,还可以起到屏蔽干扰的双重作用。
一般来说,覆铜有两种基本方式,即大面积覆铜和网格覆铜。人们经常问大面积铜包层更好还是栅格铜包层更好。为什么?大面积覆铜具有增加电流和屏蔽的双重功能,但如果大面积覆铜,在进行波峰焊接时,电路板可能会翘曲甚至起泡。因此,当大面积镀铜时,通常会开几个凹槽来减轻铜箔的起泡。带有简单栅极的铜镀层主要起屏蔽作用,增加电流的作用减小。从散热的角度来看,格栅是有益的(它减少了铜的受热面),并起到一定的电磁屏蔽作用。然而,应该指出的是,网格由交错方向的迹线组成。我们知道,对于电路来说,迹线的宽度有其对应于电路板工作频率的“电气长度”(实际尺寸可以通过除以对应于工作频率的数字频率来获得,这可以在相关书籍中找到)。当工作频率不是很高时,也许网格线的作用不明显。一旦电气长度与工作频率相匹配,就会非常糟糕,你会发现电路根本上是不稳定的。因此,对于使用电网的同事来说,我的建议是根据设计电路板的工作条件来选择,不要拘泥于一件事情。因此,高频电路对多用途电网有很高的抗干扰要求,低频电路有大电流电路,常用于全铜敷设。
话虽如此,我们需要注意铜包层中的这些问题,以便使铜包层达到我们的预期效果:
1.如果有许多多氯联苯的土地,如SGND,AGND,GND等。根据不同的印刷电路板板面位置,有必要以主“地”作为参考独立地覆盖铜,并且不用说数字地和模拟地分别被铜覆盖。同时,覆铜前,先加厚相应的电源连接:5.0V、3.3V等。
2.对于不同地方的单点连接,惯例是通过0 欧电阻或磁珠或电感连接;
3.电路中晶振晶振,附近的覆铜层是高频辐射源。方法是在晶振,周围覆盖铜,然后将晶振的外壳单独接地;
4.孤岛(死区)问题,如果感觉很好,那么定义一个地洞并添加它不会花费很多;
5.在布线,之初,地线应该得到平等的对待。在路由时,地线应该被很好地利用。不可能依靠铜包层并通过增加过孔来消除它作为连接接地引脚的作用。这种效果非常糟糕;
6.最好不要在板上有尖角(=180度),因为从电磁角度来看,这构成了一个发射天线!对其他人来说,无论是大是小,总会有影响。我建议使用弧线的一边;
7.不要用铜覆盖多层板中间层布线的开阔区域。因为你很难使这个铜包铝的“良好接地”;
8.设备内的金属,如金属散热器和金属加强条,必须“良好接地”;
9.三端稳压器的散热金属块必须接地良好。晶振附近的接地隔离带必须接地良好。
总之,如果解决了印刷电路板上的接地问题,利大于弊。它可以减少信号线的回流面积,减少信号的外部电磁干扰。
