[转]PCB 设计中敷铜的注意事项

Posted 2020-08-28 dzcql

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。敷铜的意义在于：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，敷铜如果处理的不当，那将得不赏失，究竟敷铜是"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 中存在不良接地的敷铜话，敷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"。如果把敷铜处理恰当了，敷铜不仅具有加大电流，还起了屏蔽干扰的双重作用。 敷铜一般有两种基本的方式，就是大面积的敷铜和网格敷铜，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？大面积敷铜，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。因此大面积敷铜,一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡，单纯的网格敷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，网格敷铜有好处（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。

敷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敷铜自不多言，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 欧电阻磁珠有很高的电阻率和磁导率，他等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。作为电源滤波，可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了，磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有 100 欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。

3．晶振：电路中的晶振为一高频发射源，做法是在环绕晶振敷铜，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，不要敷铜。因为你很难做到让这个敷铜"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"。

9．三端稳压器的回流面积，减小信号对外的电磁干扰。