PCB覆铜的作用、正确方法、设计

今天给大家分享的是：PCB覆铜、PCB覆铜的作用、PCB覆铜的正确方法、PCB覆铜设计。

一、什么是PCB 覆铜？

PCB 覆铜：PCB 层中填充铜的区域。该层可以是 PCB 叠层的顶部、底部或任何内部，并且PCB覆铜可以用作接地、参考或将特定组件或电路与该层的其余元素隔离。

二、覆铜和接地覆铜

覆铜：PCB 层中填充铜的区域，带通孔的覆铜可用于帮助散热。

接地：电路板叠层的内部层，完全填充铜，用作信号或电源接地或参考。

接地覆铜：用于接地且不占据整个层的覆铜。

三、PCB覆铜的作用

1、双层PCB上的接地

两层都用于信号，没有地平面。对于这些电路板，接地覆铜可以通过提供中央接地非常有助于高效布线。

2、EMI屏蔽

对于良好的多层设计，希望在两个信号层之间有一个接地平面，以最大限度地减少噪声。如果表面信号层旁边有内部信号层，接地覆铜可以通过添加屏蔽来帮助降低噪声。

3、散热

接地覆铜也可用于从高功率组件中吸走热量，然后可以使用散热孔从电路板上移除多余的热量。

4、铜平衡

PCB 接地覆铜也可以在PCB 组装期间通过平衡电路板两侧的铜量来实现合同制造商 (CM) ，减少了在回流过程中发生翘曲的可能性。在这种情况下，交叉铜栅可能是实心铜接地覆铜的更好替代方案。

5、大电路路径

添加表面接地覆铜可为大电流设备提供较短的返回路径，例如开关转换器，而不是将更长的走线连接到地平面。

6、便于PCB制造

在一层上提供均匀的铜分布，使蚀刻和电镀工艺更好，并减少 PCB 制造过程中使用的蚀刻液量（减少成本）。

7、射频和微波设计

接地覆铜包含局部区域的电磁 (EM) 辐射，从而减少杂散耦合、辐射和色散。

8、数字设计

地平面提高了抗扰度，提高了更好的接地均匀性，并且提高低电感电流路径。

四、PCB覆铜方法

什么时候应该使用覆铜？通常在低电阻、低电感、散热的时候会使用到覆铜。

覆铜一般有2种基本方法：

大面积覆铜

铜栅

经常会有人问，大面积浇铜好还是铜网格好？这很难给出一个具体的说法。

1、大面积覆铜

增大电流和屏蔽的双重作用，但如果采用波峰焊，可能会导致板子翘起，甚至起泡。这个时候通常会开几条槽，以减少铜箔的气泡。

PCB覆铜

2、纯铜覆板栅

主要起到屏蔽作用，增加电流的作用减弱，散热更好。

但是需要指出的是，铜网格是由交错放大的迹线组成。电路而言，走线宽度超过电路板的工作频率是有其对应的“电气长度”的。实际大小可以通过工作频率对应的数字频率除以得到，可查阅相关书籍。

当工作频率不是很高时，可能网格线的效果不是很明显。一旦电气长度与工作频率相匹配，那就很糟糕了。你会发现电路根本不能正常工作，到处都是干扰系统工作信号的。

所以，对于使用栅格的，我的建议是根据设计电路板的工作条件来选择，不要执着于一件事。因此，高频电路对多用栅抗干扰的要求较高，常用大电流电路的辅助电路来完成覆铜。

五、PCB覆铜的正确方法

1、在CAD上设置PCB覆铜

在 CAD 工具中将 1 盎司铜的隔离间隙增加 800 万，2 盎司铜的隔离间隙增加 1000 万

1) 铜层和信号走线之间的默认隔离 id“6 mil”。

PCB覆铜的正确方法

2) 要增加间隙，请右键单击多边形的边缘并转到属性。

PCB覆铜的正确方法

3) 在属性中，将隔离值更改为 1000 万，单击“应用”，然后单击“确定”。

PCB覆铜的正确方法

4) 铜层与信号走线之间的间距会增大。

PCB覆铜的正确方法

六、覆铜区域设计

1、没有填充

没有填充

2、填充区域

填充区域

3、填充区域 + 铜网格

填充区域+铜网格

七、PCB覆铜关键点

1、有时会错误地使用覆铜，只是为了填充电路板上未使用的空间。

2、CAM 工程师可以添加铜窃取图案以平衡层上的铜分布。

3、浮动（未连接的铜）是信号完整性的真正危害，所有覆铜必须接地。

4、没有接地过孔的接地覆铜可能成为接地形状两侧走线之间串扰的管道。

5、通过将覆铜层创建为接地网的一部分并将其配置为实心平面，可以提供定义明确的返回电流路径。

6、任何额外的平面都必须正确定位和间隔，这样就不会对电路板的信号完整性产生负面影响。

7、微带层上的接地将传输线从微带线更改为接地共面波导。

8、覆铜可以降低传输线的特性阻抗和差分阻抗。

9、CPW 以比微带线更局部化的方式组合电磁场，从而减少杂散耦合、辐射和色散。

10、微带线可以辐射。然而，由于场被限制在地平面之间，带状线则不然。

11、当覆铜接近关键信号走线时，阻抗会降低 2–3 欧姆。

12、覆铜在这些点可能会将差模信号转换为共模信号，从而影响信号完整性。

审核编辑：汤梓红