PCB敷銅的“弊與利”

1、PCB敷銅的“弊與利” .txt12 思念是一首詩，讓你在普通的日子里讀出韻律來；思念是一陣 雨，讓你在枯燥的日子里濕潤起來；思念是一片陽光，讓你的陰郁的日子里明朗起來。敷銅 作為 PCB 設(shè)計(jì) 的一個(gè) 重要環(huán)節(jié) ，不管是 國產(chǎn)的 青越鋒 PCB 設(shè)計(jì)軟 件，還國 外的一些 Protel,PowerPCB 都提供了智能敷銅功能，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。敷銅的意義在于，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

2、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， 敷銅如果處理的不當(dāng)， 那將 得不賞失，究竟敷銅是“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)長度大于噪聲頻率 相應(yīng)波長的 1/20 時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生天線效應(yīng)，噪聲就會(huì)通過布線向外發(fā)射，如果在PCB 中存在不良接地的敷銅話，敷銅就成了傳播噪音的工具，因此，在高頻電路中，千萬不要認(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 入/20的間距，在布線上打過孔，與多層板的地平面 “良好接地” 。如果

3、把敷銅處理恰當(dāng)了， 敷銅不僅具有加大電流， 還起了屏蔽 干擾的雙重作用。敷銅一般有兩種基本的方式，就是大面積的敷銅和網(wǎng)格銅，經(jīng)常也有人問到，大面積覆銅好 還是網(wǎng)格覆銅好，不好一概而論。為什么呢？大面積敷銅,具備了加大電流和屏蔽雙重作用，但是大面積覆銅，如果過波峰焊時(shí)，板子就可能會(huì)翹起來，甚至?xí)鹋?。因此大面積敷銅,一般也會(huì)開幾個(gè)槽 , 緩解銅箔起泡，單純的網(wǎng)格敷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，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)于電路來說，走線 的寬度對(duì)于電路板的工作頻率是

4、有其相應(yīng)的“電長度“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。說了這么多，那么我們?cè)诜筱~中，為了讓敷銅達(dá)到我們預(yù)期的效果，那么敷銅方面需要注意 那些問題：1. 如果PCB的地較多，有 SGNDAGNDGND等等，就要根據(jù) PCB板面位置

5、的不同，分別以 最主要的“地”作為基準(zhǔn)參考來獨(dú)立覆銅，數(shù)字地和模擬地分開來敷銅自不多言，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，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)繞晶振敷銅， 然后將晶振的 外殼另行接地。4. 孤島（死區(qū)）問題，如果覺得很大，那就定義個(gè)地過孔添加進(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 銅后通過添加過孔來消除為連接的地引腳，這樣的效果很不好。6. 在

6、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，不要敷銅。因?yàn)槟愫茈y做到讓這個(gè)敷銅“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 上的敷銅，如果接地問題處理好了，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。漏了：實(shí)銅和網(wǎng)銅的區(qū)別 表貼元件鋪銅注意事項(xiàng) 熱盤的使用 散熱作用鋪銅對(duì)手工

7、焊接工藝性的注意事項(xiàng) 實(shí)銅和網(wǎng)銅的區(qū)別：實(shí)銅在高溫焊接時(shí)候基板的膠容易產(chǎn)生氣體，且沒有地方排掉，導(dǎo)致PCB起泡，所以一般大面積禁止鋪實(shí)銅。表貼元件鋪銅注意事項(xiàng)： 注意別把焊盤給鋪上了，否則回流焊的時(shí)候加熱不足會(huì)虛焊、立碑熱盤的使用：直插元件也應(yīng)使用熱盤，以免PCB散熱造成虛焊散熱作用：對(duì)表貼元件，例如DPAK等，鋪銅同時(shí)也是散熱器，注意Datasheet給出的熱阻測(cè)試條件， 散熱面積不要小了鋪銅對(duì)手工焊接工藝性的注意事項(xiàng)：鋪銅與走線距離最好不要小于13mil，以便一些工藝落后，管理松散的PCB供應(yīng)商可以輕松交貨；需要手工焊接的直插件焊盤附近不要鋪，否則工人一個(gè)不小心多上了點(diǎn)錫，外加綠油 破損，

8、就是一個(gè)短路。我只是起個(gè)拋磚引玉的作用，大家能在這里積極的討論，很高興！把經(jīng)驗(yàn)共同分享！To :NE5532 謝謝你的完善，實(shí)銅和網(wǎng)銅的區(qū)別，這個(gè)方面我好象在文中特別提到了吧！不知道大家注意到了沒？（第四段） 至于敷銅作為散熱一說話我有些不贊同，我們都知道，做大銅面積原因之一是減小阻增大電 流，如果說加大面積是為了散熱的話， 大家都知道金屬的電阻率是隨著溫度的升高而升高的， 這樣起不是與減小阻抗相違背嗎？這樣把銅面作為散熱器是得不償失的事我個(gè)人認(rèn)為。也有 人說在敷銅上打過孔助于散熱，至少目前我還沒見有這方面的論證。而且我個(gè)人認(rèn)為，敷銅 就不該考慮讓他散熱 （理由見前） 。我們?cè)诜筱~上打過孔而且

9、是大量的密集的（幾個(gè)毫米就一個(gè)）的原因不是為了散熱，而是為了降低阻抗，在高頻電路中，銅的感抗是驚人的！1 個(gè)厘米左右的10mil的銅線工作在200mhz時(shí)，其感抗可高達(dá)幾個(gè)歐姆！ 都知道有“共地線阻抗“一 說法，當(dāng)電路工作在高頻時(shí)，敷銅就是最大的共地線如不處理就會(huì)產(chǎn)生很大影響，但是敷銅 又是一種很有效的電磁屏蔽的方法。所以在實(shí)際中我們就采用大量打過孔的辦法解決電抗的 問題。To:yewuyi提到了銅膜刻蝕方面，其實(shí)在制作PCB時(shí)候，影像(成形/導(dǎo)線制作)是，一般有兩種方式，我們最常見的就是負(fù)片轉(zhuǎn)印( Subtractive transfer )方式，即將整個(gè)表面鋪 上一層薄薄的銅箔，并且把多余

10、的部份給消除，另種是追加式轉(zhuǎn)印(Additive Patterntransfer )比較少人使用的，這是只在需要的地方敷上銅線的方法。TO:realife2u 當(dāng)比較復(fù)雜的高頻信號(hào)比較多的時(shí)候， 可能就不一樣， 寧愿開始多費(fèi)點(diǎn)事， 也 不想最后麻煩，不過我以前開發(fā)的產(chǎn)品到還沒達(dá)到很復(fù)雜的程度，至少說高頻信號(hào)比較少， 有個(gè)人意見在里面，呵呵！TO： gtw 青越鋒也提供智能敷銅的功能，對(duì)于大面積自動(dòng)敷銅，以及刪除死銅，還有手動(dòng)的 提供小區(qū)域的編輯，作為一款國產(chǎn)PCB設(shè)計(jì)軟件，能做到了與 PROTEL POWE功能一樣的，我個(gè)人她已經(jīng)不錯(cuò)了。TO：tty1 提到了熱盤一說法， 我想應(yīng)該就是所說的熱焊盤吧！ 在大面積的接地中， 元件腿的 焊盤與銅面滿接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：焊接需要大功率加熱 器。容易造成虛焊點(diǎn)，所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離(heatshield )俗稱熱焊盤( Thermal )，這樣，可使在焊接時(shí)因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能 性大大減少。如果有誤的地方還請(qǐng)大家指正，共同學(xué)習(xí)！覆銅作為散熱，在某些封裝上是必須這樣做的，比如DPAK D2PAK PowerSO封裝等，elleches提到的溫度系數(shù)影響阻抗， 其實(shí)硅結(jié)溫一般只能到 00 多點(diǎn)， 再加上結(jié)到封裝的熱阻， 實(shí)際上 散熱器溫度能到