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PCB线路板覆铜要注意那些问题

文章来源: 智力创电路板 人气:384 发表时间:2020-08-10 09:35:23

覆铜是PCB线路板设计的一个重要环节,所谓覆铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。

10层航天PCB板.png


覆铜的意义在于,减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高电源效率;与地线相连,还可以减小环路面积。也出于让PCB焊接时尽可能不变形的目的,大部分PCB生产厂家也会要求PCB线路板设计者在PCB电路板的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线。


大家都知道,在高频情况下,印刷电路板上的布线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就会产生天线效应,噪声就会通过布线向外发射。如果在PCB中存在不良接地的覆铜,覆铜就成了传播噪音的工具。


因此,在高频电路中,千万不要认为把地线的某个地方接了地,这就是“地线”。一定要以小于λ/20的间距,在布线上打过孔,与多层板的地平面“良好接地”。如果把覆铜处理恰当了,覆铜不仅具有加大电流,还起了屏蔽干扰的双重作用。


覆铜一般有两种基本的方式,就是大面积的覆铜和网格铜。经常有人问,大面积覆铜好还是网格覆铜好。这不好一概而论!


大面积覆铜,具备了加大电流和屏蔽双重作用,但是大面积覆铜,如果过波峰焊时,板子就可能会翘起来,甚至会起泡。因此大面积覆铜,一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡。


单纯的网格覆铜主要还是屏蔽作用,加大电流的作用被降低了,从散热的角度说,网格有好处(它降低了铜的受热面)又起到了一定的电磁屏蔽的作用。


但是需要指出的是,网格是使由交错方向的走线组成的,我们知道对于电路来说,走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度”的(实际尺寸除以工作频率对应的数字频率可得,具体可见相关书籍),当工作频率不是很高的时候,或许网格线的作用不是很明显,一旦电长度和工作频率匹配时,非常糟糕了,你会发现电路根本就不能正常工作,到处都在发射干扰系统工作的信号。所以对于使用网格覆铜的同仁,我的建议是根据设计的电路板工作情况选择。


因此,高频电路对抗干扰要求高的多用网格覆铜,低频电路有大电流的电路常用完整的铺铜。


那么我们在覆铜中,为了让覆铜达到我们预期的效果,那么覆铜方面需要注意哪些问题:

1、如果PCB电路板的地较多,有SGND、AGND、GND等,就要根据PCB板面位置的不同,分别以主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和模拟地分开来覆铜。同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:5.0V、3.3V等。这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。

2、对不同地的单点连接,做法是通过0欧电阻或磁珠或电感连接。

3、PCB多层线路板中间层的布线空旷区域不要覆铜。因为你比较难做到让这个覆铜“良好接地”。

4、孤岛(死区)问题,如果觉得大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。

5、设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好接地”。

6、三端稳压器的散热金属块,一定要良好接地。晶振附近的接地隔离带,一定要良好接地。

7、晶振附近的覆铜。电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振覆铜,然后将晶振的外壳另行接地。

8、在线路板板子上尽量不要有尖的角出现,因为从电磁学的角度来讲,这就构成的一个发射天线,建议使用圆弧边沿线。

9、在开始布线时,应对地线一视同仁,走线的时候就应该把地线走好,不能依靠于覆铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚,这样的效果不好。

总之:在PCB线路板上的覆铜,如果接地问题处理好了,肯定是“利大于弊”,它能减少信号线的回流面积,减小信号对外的电磁干扰。


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