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【经验分享】搞定PCB铺铜，这篇就够了！（附设计要点详解）

凡亿PCB 2023-03-01 07:30
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 PCB

铺铜的意义

PCB铺铜就是将PCB上无布线区域闲置的空间用固体铜填充，铺铜可以减小地线阻抗，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。

数字电路中存在大量尖峰脉冲电流，因此降低地线阻抗显得更有必要，普遍认为，对于全由数字器件组成的电路，应该大面积铺地，但对于模拟电路，铺铜所形成的地线环路，反而会引起电磁耦合干扰得不偿失（高频电路例外）。

因此，不是所有电路都要铺铜的。



PCB铺铜的优缺点


1

优点

对于EMC（电磁兼容性）要求，大面积的地或电源需铺铜，会起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND（保护地）起到防护作用。

对于PCB工艺制造要求，一般为了保证电镀的镀铜均匀效果，或者层压不变形弯曲，对于布线较少的PCB板层铺铜。

对于信号完整性要求，给高频数字信号一个完整的回流路径，并减少直流网络的布线。当然还有散热，特殊器件安装要求铺铜等等原因。


2

缺点

如果对元器件管脚进行铺铜全覆盖，可能导致散热过快，从而导致拆焊和返修时困难。所以有时为了避免这种情况，对元器件采用十字连接（引脚接触和焊盘接触为“十”字）。

在天线部分周围区域铺铜容易导致信号弱，采集信号受到干扰，铺铜的阻抗会影响到放大电路的性能。所以天线部分的周围区域一般不会铺铜。



PCB铺铜的形状


1

实体形状铺铜

实体敷铜，具备了加大电流和屏蔽的双重作用。但是实体覆铜，如果过波峰焊时，有一定的热胀冷缩的拉力，板子可能会翘起来，甚至会起泡。因此实体敷铜,一般会开几个槽，缓解拉力导致铜箔起泡。


2

网格形状铺铜

网格敷铜，主要起到屏蔽作用，加大电流的作用会被降低。从散热的角度说，网格敷铜既降低了铜的受热面，又起到了一定的电磁屏蔽作用。但是生产工艺对网格形状铺铜有一定的要求，网格过小影响品质良率。



PCB铺铜的设计


在PCB设计的时，一般PCB的每个面都要覆铜接地，主要原因是防止PCB弯曲变形和各种信号干扰、串扰。

所以在走线时要覆铜接地。但是由于外层有大量的元件及走线，所以铜箔会被这些元件焊盘及其走线分割成许多小的孤铜及细长的铜皮。


1

处理碎铜

那些细细长长的接地不良的地铜会具有天线效应，会引起EMC不良问题。所以要尽量避免在覆铜时引起碎铜，如引起碎铜可删除处理。


2

处理孤立铜

孤岛(死区)铜问题，孤立铜如果比较小等同于碎铜，可删除处理。如果很大，可定义为某个地，进行添加过孔处理，此时就不存在孤立铜了。


PCB铺铜的可制造性设计检查

关于碎铜、孤立铜的可制造性问题，碎铜在生产制造过程中因细长的特征会被蚀刻掉，从而导致铜分离，脱落在其他位置导致不同网络短路。

孤立铜在板厂CAM工程师处理生产文件时，会提出询问与设计工程师确认，因为无网络链接的孤立铜属于异常设计。所以设计存在孤立铜会浪费沟通成本，耽误生产周期。


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