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【转帖】看了毁你三观的PCB设计理论 高速PCB外层还要不要覆铜了

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jingjingge
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  • 2018-3-13 16:35:14
转载自 吴川斌的博客 http://www.mr-wu.cn/
我们经常在教科书上或者IC原厂的PCB设计指南里看到,在layout的最后,我们应当对PCB的外层进行铺铜处理,即用良好接地的铜箔铺满PCB空白区域。

在PCB外层覆铜的好处如下:

  • 对内层信号提供额外的屏蔽防护及噪声抑制
  • 提高PCB的散热能力
  • 在PCB生产过程中,节约腐蚀剂的用量。(这个能降低成本吗? )
  • 避免因铜箔不均衡造成PCB过回流焊时产生的应力不同而造成PCB起翘变形

但这么做也会带来一些弊端:

  • 外层的覆铜平面必定会被表层的元器件及信号线分离的支离破碎,如果有接地不良的铜箔(尤其是那种细细长长的碎铜),便会成为天线,产生EMI问题
  • 如果对于元器件管脚进行覆铜全连接,会造成热量散失过快,造成拆焊及返修焊接困难
  • 正如前面提到的,外层的覆铜平面一定要良好接地,需要多打过孔与主地平面连接,过孔打多了,势必会影响到布线通道,除非使用埋盲孔。

对于两层板来说,覆铜是很有必要的,一般会以底层铺地平面,顶层放主要器件及走电源线及信号线。对于高阻抗回路,模拟电路(模数转换电路,开关模式电源转换电路),覆铜是不错的做法。

对于有完整电源、地平面的多层板高速数字电路来说,注意,这里指的是高速数字电路,在外层进行覆铜并不会带来很大的益处。对于采用多层板的数字电路而言,内层有完整电源、地平面,在表层覆铜并不能显著地降低串扰,反而过于靠近的铜皮会改变微带传输线的阻抗,不连续的铜皮亦会对传输线造成阻抗不连续的负面影响。

对于多层板,微带线与参考平面的距离<10mil,信号的回流路径会直接选择位于信号线下方的参考平面,而不是周边的铜皮,因为其阻抗更低。而对于信号线与参考平面间距为60mil的双层板来说,沿着整条信号线路径包有完整的铜皮可以显著减少噪声。

所以,在表层要不要铺铜,依应用场景而定,除了敏感信号需要包地之外,如果高速信号线及元器件较多,产生很多小而长碎铜,而且布线通道紧张,需要尽量避免表层铜皮打过孔与地平面连接,这时候表层可以选择不要铺铜。如果表层元器件及高速信号较少,板子比较空旷,为了PCB加工工艺要求,可以选择在表层铺铜,但要注意铜皮与高速信号线间的距离至少在4W以上,以避免改变信号线的特征阻抗,而且表层的铜皮应以最高信号频率的十分之波长间距打孔与主地平面良好连接。

Barry Olney

以上为这位专家的观点,作者仅是毁你三观的帮凶而已,O(∩_∩)O~

上一些表层不铺铜的PCB设计图养养眼:

netzah
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  • 2018-3-13 19:02:43
 
标题党啊,哪里毁三观了,不就是这样么= =
mxkw
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  • 2018-3-13 20:18:05
 
正如前面提到的,外层的覆铜平面一定要良好接地,需要多打过孔与主地平面连接,过孔打多了,势必会影响到布线通道,除非使用埋盲孔。”请问这是什么意思,Toplayer与Bottomlayer之间的地线打过孔怎么会影响布线通道,这我不太理解。
netzah
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  • 2018-3-13 23:33:26
 
bga封装要引出几百根线,过孔一下占全部层,有过孔地方就影响走线了啊
netzah
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  • 2018-3-14 08:35:25
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多层板BGA封装的话线太多,几百上千根先,高速线要求等长且阻抗特性保持一致,孔打多了肯定会影响走线。比如背面打了,正面有个孔,孔就会导致一片面积上的阻抗难以匹配
mxkw
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  • 2018-3-13 20:24:29
 
但要注意铜皮与高速信号线间的距离至少在4W以上”,请问4W距离是多少?
netzah
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  • 2018-3-13 23:30:09
 
w是线宽,一般来说是3w准则
netzah
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  • 2018-3-14 08:39:45
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w代表线宽,4倍线宽,距离太近线会产生电容影响信号速度。不过一般书上写的是3w准则。信号线加两边距离一共3w
mxkw
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  • 2018-3-14 11:00:55
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我没弄懂你的意思,3W线宽是两根信号线之间的距离是3倍线宽的距离,还是一根信号线距离左右另外两根信号线之间的距离是3倍线宽的距离?
netzah
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  • 2018-3-14 14:29:12
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一条线宽w,两边的空各占1w,一共三w,一条线占据3w的宽度。
nc965
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终于明白标题党是什么意思了
世纪电源网-九天
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  • 2018-3-14 09:14:41
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明天来uc震惊部上班
kingtonliu
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  • 2018-3-14 12:48:38
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可以参考,也不是绝对
sachiewang
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  • 2018-3-14 17:47:38
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被名字吸引进来了,哈哈哈
dspwalker
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  • 2018-3-15 23:51:14
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被标题诱惑了。。。
Coming.Lu
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版主
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  • 2018-3-16 12:25:25
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什么都不是绝对的。
真要有什么绝对的,那不用考虑,全世界人一定都用了。
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