(1)敷铜简介
所谓敷铜,就是将PCB 上没有布线的区域用铜填充。敷铜一般与地相连。由于敷铜加大了电流流经的横截面,因此可以减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低地线上的压降,提高电源效率;另外还可以减小地的环路面积。
在高频情况下,当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时,印制电路板上相邻两条平行线间的分布电容就会产生天线效应,噪声就会通过布线向外发射,如果在PCB 中存在不良接地的敷铜的话,敷铜就成了传播噪声的工具。
敷铜一般有两种,一种是大面积的敷铜,另一种是网格敷铜。什么时候用大面积敷铜,什么时候用网格敷铜要根据实际情况来决定。大面积敷铜,具备了加大电流和屏蔽的双重作用,但是大面积覆铜,如果过波峰焊时,板子就可能会翘起来。网格敷铜主要还是电磁屏蔽作用。值得注意的是网格是由交错方向的走线组成的,走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度”的。因此高频电路对抗干扰要求高的多用网格敷铜,低频电路有大电流的电路等常用大面积敷铜。
在敷铜中需要注意的问题:
①如果PCB 的地较多,有SGND(数字地)、AGND(模拟地)、GND(大电压地),等等,在布线时就应该将与这些地相关的电路模块分开放置及布线;敷铜时,需要对各个模块及相应的地进行单独敷铜。这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。
②对于PCB 板电源进口处各个“地”连接是通过0 Ω电阻或者磁珠或者电感连接。
③在布线时,注意先对“地”正常布线,再敷铜。
④在板子上最好不要有尖角出现,因为从电磁学的角度来讲,这可以构成一个发射天线。建议使用圆弧的边沿线。
⑤设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好接地”。晶振附近的接地隔离带,一定要良好接地。
⑥敷铜时可能会遇到死铜问题,死铜一般也没有什么作用,可以去死铜或者添加过孔将死铜添加到大面积地起屏蔽作用。
总之,PCB 上的敷铜,如果接地问题处理好了,肯定是利大于弊,它能减少信号线的回流面积,减小外界对信号的电磁干扰。
(2)操作步骤(www.xing528.com)
①当电路布好线后,单击工具栏上的(放置多边形平面)工具进入“多边形敷铜”对话框。“填充模式”选择“solid” ;“属性”区块敷铜选在“Top Layer” ,注意一定要将“Is Poured”选项选中;“网络选项”区块中“连接到网络”选择为“GND” ;“移除死铜”选项选中。设置好后,单击【确定】按钮,如图4.83 所示。
②关闭图4.83 所示界面,光标上会带有一个十字型图标,在PCB 上找到一个起点,绘出一个需要敷铜的闭合区域后,单击鼠标右键结束敷铜区域的设置,如图4.84 所示。
图4.83 敷铜设置对话框
图4.84 绘制敷铜区域
再次单击鼠标左键,得到一个大面积接地敷铜的PCB 板,如图4.85 所示。
③如果想把覆铜设计成网格状的,需要修改“多边形敷铜”对话框中的选项。“填充模式”选择“Hatched” ;轨迹宽度、栅格尺寸、包围焊盘宽度、孵化模式可以选择默认设置;“属性”区块将敷铜选在“Top Layer” ,注意一定要将“Is Poured”选项选中;“网络选项”区块中“连接到网络”选择为“GND”,“移除死铜”选项选中。设置好后,单击“确定”按钮,如图4.86所示。
图4.85 敷好铜的PCB 板
图4.86 敷铜设计成网格状
有的同学在设计过程中发现,敷铜后的板子少数区域可能是绿色的,在这个例题中选择主菜单“工具(T)”➝“复位错误标志(M)”,就可以看见绿色不见了。其实问题是没有解决的,只是隐藏了。在下一节的例题中,我们会仔细讲解这个问题。
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