[AD經驗] PCB敷銅中你忽略的這些點兒

[AD經驗] PCB敷銅中你忽略的這些點兒 

• 實銅和網銅的區別：
  

實銅在高溫焊接時候基板的膠容易產生氣體，且沒有地方排掉，導致PCB起泡，所以一般大面積禁止鋪實銅。

• 表貼元件鋪銅注意事項：
  

注意別把焊盤給鋪上了，否則迴流焊的時候加熱不足會虛焊、立碑

• 熱盤的使用：
  

直插元件也應使用熱盤，以免PCB散熱造成虛焊

• 散熱作用：
  

對錶貼元件，例如DPAK等，鋪銅同時也是散熱器，注意Datasheet給出的熱阻測試條件，散熱面積不要小了
至於敷銅作爲散熱一說話我有些不贊同，我們都知道，做大銅面積原因之一是減小阻增大電流，如果說加大面積是爲了散熱的話，大家都知道金屬的電阻率是隨着溫度的升高而升高的，這樣起不是與減小阻抗相違背嗎？這樣把銅面作爲散熱器是得不償失的事我個人認爲。也有人說在敷銅上打過孔助於散熱，至少目前我還沒見有這方面的論證。而且我個人認爲，敷銅就不該考慮讓他散熱（理由見前）。我們在敷銅上打過孔而且是大量的密集的（幾個毫米就一個）的原因不是爲了散熱，而是爲了降低阻抗，在高頻電路中，銅的感抗是驚人的！ 1個釐米左右的10mil的銅線工作在200mhz時，其感抗可高達幾個歐姆！都知道有“共地線阻抗“一說法，當電路工作在高頻時，敷銅就是最大的共地線如不處理就會產生很大影響，但是敷銅又是一種很有效的電磁屏蔽的方法。所以在實際中我們就採用大量打過孔的辦法解決電抗的問題。

• 鋪銅對手工焊接工藝性的注意事項：
  

鋪銅與走線距離最好不要小於13mil，以便一些工藝落後，管理鬆散的PCB供應商可以輕鬆交貨；需要手工焊接的直插件焊盤附近不要鋪，否則工人一個不小心多上了點錫，外加綠油破損，就是一個短路。

• 銅膜刻蝕
  

提到了銅膜刻蝕方面，其實在製作PCB時候，影像（成形／導線製作）是，一般有兩種方式，我們最常見的就是負片轉印（Subtractive transfer）方式，即將整個表面鋪上一層薄薄的銅箔，並且把多餘的部份給消除，另種是追加式轉印（Additive Pattern transfer）比較少人使用的，這是隻在需要的地方敷上銅線的方法。

• 熱焊盤
  

提到了熱盤一說法，我想應該就是所說的熱焊盤吧！在大面積的接地中，元件腿的焊盤與銅面滿接爲好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點，所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之爲熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。

覆銅作爲散熱，在某些封裝上是必須這樣做的，比如DPAK，D2PAK，PowerSO封裝等，elleches提到的溫度係數影響阻抗，其實硅結溫一般只能到00多點，再加上結到封裝的熱阻，實際上散熱器溫度能到7、80就不錯了，溫度係數對電阻的影響是微乎其微，再者，這種應用一般都是低頻應用，所以對這一點點電阻變化完全可以忽略不計了。
      敷銅作爲PCB設計的一個重要環節，不管是國產的青越鋒PCB設計軟件，還國外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能敷銅功能，那麼怎樣才能敷好銅，我將自己一些想法與大家一起分享，希望能給同行帶來益處。
     所謂覆銅，就是將PCB上閒置的空間作爲基準面，然後用固體銅填充，這些銅區又稱爲灌銅。敷銅的意義在於，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，還可以減小環路面積。也出於讓PCB 焊接時儘可能不變形的目的，大部分PCB 生產廠家也會要求PCB 設計者在PCB 的空曠區域填充銅皮或者網格狀的地線，敷銅如果處理的不當，那將得不賞失，究竟敷銅是“利大於弊”還是“弊大於利”？
     大家都知道在高頻情況下，印刷電路板上的佈線的分佈電容會起作用，當長度大於噪聲頻率相應波長的1/20 時，就會產生天線效應，噪聲就會通過佈線向外發射，如果在PCB 中存在不良接地的敷銅話，敷銅就成了傳播噪音的工具，因此，在高頻電路中，千萬不要認爲，把地線的某個地方接了地，這就是“地線”，一定要以小於λ/20 的間距，在佈線上打過孔，與多層板的地平面“良好接地”。如果把敷銅處理恰當了，敷銅不僅具有加大電流，還起了屏蔽干擾的雙重作用。
     敷銅一般有兩種基本的方式，就是大面積的敷銅和網格銅，經常也有人問到，大面積覆銅好還是網格覆銅好，不好一概而論。爲什麼呢？大面積敷銅,具備了加大電流和屏蔽雙重作用，但是大面積覆銅，如果過波峯焊時，板子就可能會翹起來，甚至會起泡。因此大面積敷銅,一般也會開幾個槽,緩解銅箔起泡，單純的網格敷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，網格有好處（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，網格是使由交錯方向的走線組成的，我們知道對於電路來說，走線的寬度對於電路板的工作頻率是有其相應的“電長度“的（實際尺寸除以工作頻率對應的數字頻率可得，具體可見相關書籍），當工作頻率不是很高的時候，或許網格線的作用不是很明顯，一旦電長度和工作頻率匹配時，就非常糟糕了，你會發現電路根本就不能正常工作，到處都在發射干擾系統工作的信號。所以對於使用網格的同仁，我的建議是根據設計的電路板工作情況選擇，不要死抱着一種東西不放。因此高頻電路對抗干擾要求高的多用網格，低頻電路有大電流的電路等常用完整的鋪銅。

那麼我們在敷銅中，爲了讓敷銅達到我們預期的效果，那麼敷銅方面需要注意那些問題：
     1．如果PCB的地較多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根據PCB板面位置的不同，分別以最主要的“地”作爲基準參考來獨立覆銅，數字地和模擬地分開來敷銅自不多言，同時在覆銅之前，首先加粗相應的電源連線：5.0V、3.3V等等，這樣一來，就形成了多個不同形狀的多變形結構。
     2．對不同地的單點連接，做法是通過0歐電阻或者磁珠或者電感連接；
     3．晶振附近的覆銅，電路中的晶振爲一高頻發射源，做法是在環繞晶振敷銅，然後將晶振的外殼另行接地。
     4．孤島（死區）問題，如果覺得很大，那就定義個地過孔添加進去也費不了多大的事。
     5．在開始佈線時，應對地線一視同仁，走線的時候就應該把地線走好，不能依靠於覆
銅後通過添加過孔來消除爲連接的地引腳，這樣的效果很不好。
     6.在板子上最好不要有尖的角出現（《=180度），因爲從電磁學的角度來講，這就構成的一個發射天線！對於其他總會有一影響的只不過是大還是小而已，我建議使用圓弧的邊沿線。
     7．多層板中間層的佈線空曠區域，不要敷銅。因爲你很難做到讓這個敷銅“良好接地”
     8．設備內部的金屬，例如金屬散熱器、金屬加固條等，一定要實現“良好接地”。
     9．三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。
總之：PCB 上的敷銅，如果接地問題處理好了，肯定是“利大於弊”，它能減少信號線的迴流面積，減小信號對外的電磁干擾。

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