PCB工程师必看!教你把控敷铜“利与弊”

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什么是覆铜

所谓覆铜,就是将柔性电路板上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。

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 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线,覆铜如果处理的不当,那将得不偿失,究竟覆铜是“利大于弊”还是“弊大于利”?

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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。

覆铜的两种形式

覆铜一般有两种基本的方式,就是大面积的覆铜和网格铜,经常也有人问到,大面积覆铜好还是网格覆铜好,不好一概而论。为什么呢?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。(如下图)

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单纯的的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,特别是对于在触摸等电路当中。(如下图)

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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,就非常糟糕了。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。

建议是根据设计的电路板工作情况选择,不要死抱着一种东西不放。因此高频电路对抗干扰要求高的多用网格,低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。

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