覆銅是PCB線(xiàn)路板設計的一個(gè)重要環(huán)節,所謂覆銅,就是將PCB上閑置的空間作為基準面,用固體銅填充,這些銅區又稱(chēng)為灌銅。
覆銅的意義在于,減小地線(xiàn)阻抗,提高抗干擾能力;降低壓降,提高電源效率;與地線(xiàn)相連,還可以減小環(huán)路面積。也出于讓PCB焊接時(shí)盡可能不變形的目的,大部分PCB生產(chǎn)廠(chǎng)家也會(huì )要求PCB線(xiàn)路板設計者在PCB電路板的空曠區域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線(xiàn)。
大家都知道,在高頻情況下,印刷電路板上的布線(xiàn)的分布電容會(huì )起作用,當長(cháng)度大于噪聲頻率相應波長(cháng)的1/20時(shí),就會(huì )產(chǎn)生天線(xiàn)效應,噪聲就會(huì )通過(guò)布線(xiàn)向外發(fā)射。如果在PCB中存在不良接地的覆銅,覆銅就成了傳播噪音的工具。
因此,在高頻電路中,千萬(wàn)不要認為把地線(xiàn)的某個(gè)地方接了地,這就是“地線(xiàn)”。一定要以小于λ/20的間距,在布線(xiàn)上打過(guò)孔,與多層板的地平面“良好接地”。如果把覆銅處理恰當了,覆銅不僅具有加大電流,還起了屏蔽干擾的雙重作用。
覆銅一般有兩種基本的方式,就是大面積的覆銅和網(wǎng)格銅。經(jīng)常有人問(wèn),大面積覆銅好還是網(wǎng)格覆銅好。這不好一概而論!
大面積覆銅,具備了加大電流和屏蔽雙重作用,但是大面積覆銅,如果過(guò)波峰焊時(shí),板子就可能會(huì )翹起來(lái),甚至會(huì )起泡。因此大面積覆銅,一般也會(huì )開(kāi)幾個(gè)槽,緩解銅箔起泡。
單純的網(wǎng)格覆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(shuō),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)格是使由交錯方向的走線(xiàn)組成的,我們知道對于電路來(lái)說(shuō),走線(xiàn)的寬度對于電路板的工作頻率是有其相應的“電長(cháng)度”的(實(shí)際尺寸除以工作頻率對應的數字頻率可得,具體可見(jiàn)相關(guān)書(shū)籍),當工作頻率不是很高的時(shí)候,或許網(wǎng)格線(xiàn)的作用不是很明顯,一旦電長(cháng)度和工作頻率匹配時(shí),非常糟糕了,你會(huì )發(fā)現電路根本就不能正常工作,到處都在發(fā)射干擾系統工作的信號。所以對于使用網(wǎng)格覆銅的同仁,我的建議是根據設計的電路板工作情況選擇。
因此,高頻電路對抗干擾要求高的多用網(wǎng)格覆銅,低頻電路有大電流的電路常用完整的鋪銅。
那么我們在覆銅中,為了讓覆銅達到我們預期的效果,那么覆銅方面需要注意哪些問(wèn)題:
1、如果PCB電路板的地較多,有SGND、AGND、GND等,就要根據PCB板面位置的不同,分別以主要的“地”作為基準參考來(lái)獨立覆銅,數字地和模擬地分開(kāi)來(lái)覆銅。同時(shí)在覆銅之前,首先加粗相應的電源連線(xiàn):5.0V、3.3V等。這樣一來(lái),就形成了多個(gè)不同形狀的多變形結構。
2、對不同地的單點(diǎn)連接,做法是通過(guò)0歐電阻或磁珠或電感連接。
3、PCB多層線(xiàn)路板中間層的布線(xiàn)空曠區域不要覆銅。因為你比較難做到讓這個(gè)覆銅“良好接地”。
4、孤島(死區)問(wèn)題,如果覺(jué)得大,那就定義個(gè)地過(guò)孔添加進(jìn)去也費不了多大的事。
5、設備內部的金屬,例如金屬散熱器、金屬加固條等,一定要實(shí)現“良好接地”。
6、三端穩壓器的散熱金屬塊,一定要良好接地。晶振附近的接地隔離帶,一定要良好接地。
7、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)繞晶振覆銅,然后將晶振的外殼另行接地。
8、在線(xiàn)路板板子上盡量不要有尖的角出現,因為從電磁學(xué)的角度來(lái)講,這就構成的一個(gè)發(fā)射天線(xiàn),建議使用圓弧邊沿線(xiàn)。
9、在開(kāi)始布線(xiàn)時(shí),應對地線(xiàn)一視同仁,走線(xiàn)的時(shí)候就應該把地線(xiàn)走好,不能依靠于覆銅后通過(guò)添加過(guò)孔來(lái)消除為連接的地引腳,這樣的效果不好。
總之:在PCB線(xiàn)路板上的覆銅,如果接地問(wèn)題處理好了,肯定是“利大于弊”,它能減少信號線(xiàn)的回流面積,減小信號對外的電磁干擾。
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