关于PCB覆铜时的利与弊

分享到:

所谓覆铜,就是将PCB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。关键词:

  

PCB

  

覆铜作为PCB设计的一个重要环节,不管是国产的青越锋PCB设计软件,还国外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能覆铜功能,那么怎样才能敷好铜,我将自己一些想法与大家一起分享,希望能给同行带来益处。

   

所谓覆铜,就是将PCB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,那将得不赏失,究竟覆铜是“利大于弊”还是“弊大于利”?

  

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话,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,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,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。所以对于使用网格的同仁,我的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。

  

说了这么多,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那些问题:

   

1.如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,就要根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和 模拟地分开来覆铜自不多言,同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:5.0V、3.3V等等,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欧电阻或者磁珠或者电感连接;

  

3.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。

  

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

  

5.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,这样的效果很不好。

  

6.在板子上最好不要有尖的角出现(《=180度),因为从电磁学的角度来讲,这就构成的一个发射天线!对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已,我建议使用圆弧的边沿线。

  

7.多层板中间层的布线空旷区域,不要覆铜。因为你很难做到让这个覆铜“良好接地”

  

8.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”。

  

9.三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。总之:PCB 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。

继续阅读
天线的原理是什么!?它到底是怎么接收信号的?

我们用人与人之间的沟通交流来类比,天线就是我们的耳朵与嘴巴,我们通过嘴巴把声音转换成声波发出去,声波在空气中进行传播,最后被我们的耳朵听到。在通信系统中,天线就起到嘴巴和耳朵的作用,不同的是天线既可以发送电磁波又可以接收电磁波。

6G超小型天线发布 | 科普:天线的起源与发展历史

近年来,由于对无线通信的更高速率和更大容量的需求不断提高,全球范围内开始研究可实现100Gbps或更高传输速率的B5G / 6G移动通信技术。太赫兹无线电有望成为超高速无线通信系统的候选者,因为其具有比在5G中使用的毫米波频段更宽的频带。

浅析毫米波频率下PCB线路板材料的玻璃纤维效应

半导体技术的进步促进了毫米波技术的发展,在经济型的汽车上使用77 GHz雷达系统即将成为现实。未来这些雷达安全系统作为量产的商用毫米波设备和组件,不可避免地成为“自动驾驶”汽车的组成部分。

一张图看懂三大运营商2021工作会!全球120家PCB厂商名单

12月21日、27日,中国联通、中国电信、中国移动分别召开2021年工作会议。会议总结2020年各项工作取得成绩,提出2021年工作基调,以及2021年重点工作。

远端射频模块(RRU)关键技术创新及发展趋势,包括滤波器关键技术创新

远端射频模块(RRU)包含收发信机(TRX)、功放、射频(RF)算法、滤波器、天线五大专有关键技术方向。其中TRX主要聚焦高集成、低功耗、大带宽技术;功放及算法主要聚焦高效率低成本技术;滤波器主要聚焦小型化、轻量化技术;天线主要聚焦于天面简化、5G低频大规模多输入多输出(MIMO)、5G高频技术。本文同时详细说明了近十年来这些技术的发展趋势及创新。