PCB敷銅的“弊與利”

中信華

　　PCB敷銅的“弊與利”

　　所謂覆銅，就是將PCB上閑置的空間作為基準(zhǔn)面，然后用固體銅填充，這些銅區(qū)又稱(chēng)為灌銅。

　　覆銅的意義在于，減小地線阻抗，提高抗干擾能力;降低壓降，提高電源效率;與地線相連，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)廠家也會(huì)要求pcb設(shè)計(jì)者在PCB的空曠區(qū)域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線，覆銅如果處理的不當(dāng)，那將得不賞失，究竟覆銅是“利大于弊”還是“弊大于利”?

　　大家都知道在高頻情況下，印刷電路板上的布線的分布電容會(huì)起作用，當(dāng)長(zhǎng)度大于噪聲頻率相應(yīng)波長(zhǎng)的1/20時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生天線效應(yīng)，噪聲就會(huì)通過(guò)布線向外發(fā)射，如果在PCB中存在不良接地的覆銅話，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(rèn)為，把地線的某個(gè)地方接了地，這就是“地線”，一定要以小于λ/20的間距，在布線上打過(guò)孔，與多層板的地平面“良好接地”。

　　如果把覆銅處理恰當(dāng)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)常也有人問(wèn)到，大面積覆銅好還是網(wǎng)格覆銅好，不好一概而論。為什么呢?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?xí)�起泡�?br />
　　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(cuò)方向的走線組成的，我們知道對(duì)于電路來(lái)說(shuō)，走線的寬度對(duì)于電路板的工作頻率是有其相應(yīng)的“電長(zhǎng)度”的(實(shí)際尺寸除以工作頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)字頻率可得，具體可見(jiàn)相關(guān)書(shū)籍)，當(dāng)工作頻率不是很高的時(shí)候，或許網(wǎng)格線的作用不是很明顯，一旦電長(zhǎng)度和工作頻率匹配時(shí)，就非常糟糕了，你會(huì)發(fā)現(xiàn)電路根本就不能正常工作，到處都在發(fā)射干擾系統(tǒng)工作的信號(hào)。

　　所以，對(duì)于使用網(wǎng)格的同仁，我的建議是根據(jù)設(shè)計(jì)的電路板工作情況選擇，不要死抱著一種東西不放。因此高頻電路對(duì)抗干擾要求高的多用網(wǎng)格，低頻電路有大電流的電路等常用完整的鋪銅。

　　那么我們?cè)诟层~中，為了讓覆銅達(dá)到我們預(yù)期的效果，需要注意哪些問(wèn)題：
　　1、對(duì)不同地的單點(diǎn)連接，做法是通過(guò)0歐電阻或者磁珠或者電感連接。
　　2、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。
　　3、孤島(死區(qū))問(wèn)題，如果覺(jué)得很大，那就定義個(gè)地過(guò)孔添加進(jìn)去也費(fèi)不了多大的事。
　　4、在開(kāi)始布線時(shí)，應(yīng)對(duì)地線一視同仁，走線的時(shí)候就應(yīng)該把地線走好，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，這樣的效果很不好。
　　5、在板子上最好不要有尖的角出現(xiàn)(小于等于180度)，因?yàn)閺碾姶艑W(xué)的角度來(lái)講，這就構(gòu)成的一個(gè)發(fā)射天線!對(duì)于其他總會(huì)有一影響的只不過(guò)是大還是小而已，我建議使用圓弧的邊沿線。
　　6、如果PCB的地較多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根據(jù)PCB板面位置的不同，分別以最主要的“地”作為基準(zhǔn)參考來(lái)獨(dú)立覆銅，數(shù)字地和模擬地分開(kāi)來(lái)覆銅自不多言，同時(shí)在覆銅之前，首先加粗相應(yīng)的電源連線：5.0V、3.3V等等，這樣一來(lái)，就形成了多個(gè)不同形狀的多變形結(jié)構(gòu)。
　　7、多層板中間層的布線空曠區(qū)域，不要覆銅。因?yàn)槟愫茈y做到讓這個(gè)覆銅“良好接地”。
　　8、設(shè)備內(nèi)部的金屬，例如金屬散熱器、金屬加固條等，一定要實(shí)現(xiàn)“良好接地”。
　　9、三端穩(wěn)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。PCB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(hào)線的回流面積，減小信號(hào)對(duì)外的電磁干擾。