PCB学习笔记——PCB的铺铜方法
发布日期:2021-05-14 10:20:34 浏览次数:19 分类:精选文章

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PCB学习笔记——PCB的铺铜方法

一、PCB铺铜原因

一般铺铜有几个方面原因:

  • 屏蔽作用(EMC)。对于大面积的地或电源铺铜,会起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防护作用;
  • 工艺要求。一般为了保证电镀效果,或者层压不变形,对于布线较少的PCB板层铺铜;
  • 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。
  • 同时,铺铜的一大好处是降低地线阻抗(所谓抗干扰也有很大一部分是地线阻抗降低带来的)。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一些。普遍认为对于全由数字器件组成的电路应该大面积铺地,而对于模拟电路,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,并不是个电路都要铺铜的(BTW:网状铺铜比整块整块的铺性能要好)。

    二、电路铺铜的意义在于:

  • 铺铜与地线相连,这样可以减小回路面积;
  • 大面积的铺铜相当于降低了地线的电阻,减小了压降。从这两点上来说,不管是数字地,或模拟地都应该铺铜以增加抗干扰的能力,而在高频的时候还应该将数字地和模拟地分开来铺铜,然后用单点相连,该单点可以用导线在一个磁环上绕几圈,然后相连。不过,如果频率不算太高,或者仪器的工作条件不恶劣的话,可以相对放宽些。
  • 此外,晶振在电路中可以算做一个高频发射源,你可以在周围铺铜,然后将晶振的外壳接地,这样会好一点。

    网状铺铜和实心铺铜:

  • 从PCB加工的角度说,大规模生产时用网格铜的PCB的可生产性不如用实心铜的PCB;
  • 从焊接工艺上讲,如果过波峰焊时,大面积覆铜,板子就可能会翘屈,绿油甚至会起泡。从这点来说,网格的散热性要好些;
  • 从EMC的角度讲,通常是高频电路对抗干扰要求高的多用网格,低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。
  • 三、基本的规则——简单外形PCB的铺铜方法

    首先,我们来看看最简单的铺铜情况。你有一块正在绘制中的板子,已经画好边框线(一般来说这是keepout层的无网络线),这是个简单的四四方方的边框,很规则。元器件布局布线已经完成,你现在正准备对Ta进行整个板面的铺铜一次。

    你可以设定快捷键P+G(当然请在英文输入模式下),也可以选择点击如下图所示的图标。如果你的AD版本为AD18,铺铜按钮后直接开始框框,不会跳出设置界面,这时可以用P+G+TAB。

    设置好铺铜要求后点击ok。这时候如图所示,看到鼠标呈现出一个大十字光标。这时候你可以沿着keepout外框线画出一个铺铜的轮廓,画好轮廓后右击一下鼠标。这时候软件就开始铺铜工作,稍等一下就可以看到铺铜效果了。比如图所示,粗糙铺铜后。

    复杂多边形外框PCB的铺铜办法

    对付种类比较简单的规则形外框的PCB板铺铜,我们可以手动沿着外框画就会很方便。但手动画一个不规则的板子或者复杂的外框时,要困难很多。所以我们需要了解以下方法。

    选中PolygonPours>BoardOutline,如图所示,选中后会弹出如下对话框。

    同样进行基本设置。设置完成后点击ok,就会看到刚刚创建的铜皮进入到Polygon列表里了,但按图示的显示,这时候铜皮并没有真正生成了。是因为我们还需要完成下一步——Apply。Apply后,我们就可以看到铜已经实实在在地铺在了板上了。

    网络铺铜的操作和底层配置一样的问题,不过在复杂版图中,可能需要多次操作。不过记住以下几点:网状铜的铺设需要更多的细节处理,特别是对方差的边缘部分。

    最后,预计将可靠性相关的后续问题进行反馈,通过不断了解AD的功能和实际上项目的表现,来逐步提升铺铜技巧,提高工作效率。

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