資料介紹
作者:科林
通常我們?cè)趌ayout時(shí)完成所有的布線工作后,會(huì)在PCB上閑置的空間作為基準(zhǔn)面進(jìn)行鋪銅處理。這是幾乎所有的PCB工程師都知道的一個(gè)常識(shí),卻很少有人能夠說出其中具體的意義。如果有面試問到或者筆試環(huán)節(jié)有這樣的問題:PCB中鋪銅的好處有哪些?大概可以這么回答:
1.數(shù)字電路中存在大量尖峰脈沖電流,而地網(wǎng)絡(luò)的干擾能量U=I*R,因此降低地線阻抗尤為重要。所謂抗干擾有很大一部分是通過降低地線阻抗實(shí)現(xiàn)的,因此大量的鋪銅或者完整的地平面能夠降低地線阻抗,從而增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力;
2.對(duì)于電源來說,其傳輸路徑包括電源路徑和回流路徑地,整個(gè)傳輸路徑的壓降U=I*R,該路徑上的直流電阻R越低,壓降就越低。因此大量的鋪銅能夠降低電源傳輸路徑上的直流電阻,從而降低其壓降,提高電源的傳輸效率。
3.對(duì)于電源的回流來說,地線和鋪銅相連,能讓電源最大限度的找到一個(gè)最短的回流路徑,從而減小電源回路面積,提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
4.通過鋪地對(duì)重要信號(hào)和高速信號(hào)進(jìn)行保護(hù)和隔離。
5.銅皮是能夠傳播熱量的,大量的鋪地銅皮結(jié)合地過孔,能大大的改善系統(tǒng)的散熱。芯片熱焊盤的處理就是一個(gè)很好的通過銅皮和過孔散熱的體現(xiàn)。
對(duì)于數(shù)字系統(tǒng),理論上銅皮鋪的越多,對(duì)地線的阻抗,直流電阻,電源回路,散熱等的作用越有利。但是,往往一個(gè)多層板會(huì)有多個(gè)地平面,這些個(gè)地平面應(yīng)該足夠滿足這些阻抗,電阻,回路,散熱等問題...那信號(hào)層空余地方的銅到底鋪or不鋪?不鋪,好像關(guān)系也不大;鋪,又浪費(fèi)時(shí)間,好糾結(jié)...
其實(shí)以上針對(duì)鋪銅的意義都是基于電氣性能的考慮,從工藝的角度來說,為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,在走線層空白地方也是要進(jìn)行鋪銅的。我們以層壓為例。
壓合厚度的計(jì)算說明:
1,厚度=單張pp理論厚度-填膠損失
2,填膠損失=(1-A面內(nèi)層銅箔殘銅率)X內(nèi)層銅箔厚度 (1-B面內(nèi)層銅箔殘銅率)X內(nèi)層銅箔厚度
3,內(nèi)層殘銅率=內(nèi)層走線面積/整板面積
上圖兩個(gè)內(nèi)層的殘銅率如下表格所示注:Sq/in是面積單位,平方英尺
理論的層壓厚度都是基于百分之一百的殘銅率進(jìn)行計(jì)算的,但是如果走線層的走線比較少,并且沒有鋪銅,那么該走線層的殘銅率會(huì)比較小,最終的壓合厚度就偏離理論厚度的值就會(huì)越大。我們以一個(gè)四層板為例,來看下實(shí)際的層壓厚度該如何計(jì)算。
層疊結(jié)構(gòu)說明:
1.半盎司銅厚=0.7mil
2.Pp壓合厚度=100%殘銅壓合厚度-內(nèi)層銅箔(1-殘銅率)
3.內(nèi)層core要確認(rèn)內(nèi)層芯板厚度是含銅厚還是不含銅厚,若不含銅厚則要算上內(nèi)層銅箔的厚度
4.Pp壓合厚度=100%殘銅壓合厚度-內(nèi)層銅箔(1-殘銅率)
5.半盎司銅厚=0.7mil
中間的Core(芯板)壓合結(jié)構(gòu)為39.4mil(含銅厚),外層銅厚為半盎司,pp為用7628RC50%,廠商提供該種pp100%殘銅壓合 厚度為4.5mil。
從已知條件可以得出:
1.外層銅厚為半盎司:即Hoz=0.7mil,外層有兩層即1.4mil
2.所用芯板為39.4mil(含銅厚):即芯板厚度為39.4mil(因?yàn)閮?nèi)層銅厚已包含在39.4mil中故內(nèi)層銅箔厚度不用再計(jì)算);
3.假設(shè)一內(nèi)層銅面積為80%,即內(nèi)層殘銅率為80%,另一層銅面積為70%
4.內(nèi)層為1盎司銅厚即1.38mil
Pp壓合厚度=4.5-1.38*(1-80%)=4.5-1.38*0.2=4.5-0.276=4.224
Pp壓合厚度=4.5-1.38*(1-70%)=4.5-1.38*0.3=4.5-0.414=4.086
則壓合后的厚度=0.7 4.224 39.4 4.086 0.7=49.11mil=1.25mm
假設(shè)39.4mil是不含銅厚的芯板,則要將兩層內(nèi)層的銅厚加入壓合厚度中。
則壓合后的厚度=0.7 4.224 1.38 39.4 1.38 4.086=51.87mil=1.32mm。
所以,為了層壓不變形或者讓我們的理論計(jì)算包括阻抗計(jì)算和板厚計(jì)算盡可能的接近實(shí)際成品值,應(yīng)該讓內(nèi)層的走線殘銅率接近百分之一百。那空白的地方還是把銅鋪上吧。
(mbbeetchina)
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