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PCB設(shè)計中填充銅和網(wǎng)格銅有什么區(qū)別?(更新版)

上海為昕科技有限公司 ? 2024-12-11 11:38 ? 次閱讀

由于該文反應(yīng)熱烈,受到了眾多工程師的關(guān)注,衷心感謝廣大優(yōu)秀工程師同仁的建言獻(xiàn)策。特針對該技術(shù)點更新一版相關(guān)內(nèi)容! 再次感謝大家的寶貴建議!

填充銅(Solid Copper)和網(wǎng)格銅(Hatched Copper)是PCB設(shè)計中兩種不同的鋪銅方式,它們在電氣性能、熱管理、加工工藝和成本方面存在一些區(qū)別:

1. 電氣性能:

填充銅:提供連續(xù)的導(dǎo)電層,具有極低的電阻和最小的電壓降。適合大電流應(yīng)用,并能提供優(yōu)秀的電磁屏蔽效果,顯著提高電磁兼容性。

網(wǎng)格銅:由于銅線之間存在間隔,電阻相對較高,電壓降也更大。在多層板設(shè)計中,可以幫助減少板厚。在超高頻電路中,網(wǎng)格結(jié)構(gòu)有助于降低渦流效應(yīng),在特定頻率下可能提供更好的屏蔽性能。

2. 熱管理:

填充銅:連續(xù)的銅層能夠均勻地分散熱量,但同時也增加了熱膨脹風(fēng)險,可能導(dǎo)致PCB板的變形。

網(wǎng)格銅:由于銅層非連續(xù),熱膨脹效應(yīng)相對減弱,有助于降低PCB板的熱變形程度,在熱管理方面具有一定優(yōu)勢。

3. 加工工藝:

填充銅:需要精確控制銅厚,要求嚴(yán)格的蝕刻和電鍍工藝。表面處理時必須確保銅層的均勻性,對制造工藝提出較高要求。

網(wǎng)格銅:加工過程中需要精確控制網(wǎng)格的線寬、間距和均勻性。由于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對制造工藝的精度要求更高。

4. 成本:

填充銅:通常加工成本較低,工藝相對簡單,是most cost-effective的選擇。

網(wǎng)格銅:由于需要更精細(xì)的圖形化蝕刻工藝,制造成本略高于填充銅。

5. 設(shè)計靈活性:

填充銅:設(shè)計時需要仔細(xì)考慮銅層的連續(xù)性,避免短路和死銅區(qū)域。設(shè)計約束相對嚴(yán)格。

網(wǎng)格銅:設(shè)計更為靈活,可以根據(jù)具體需求調(diào)整網(wǎng)格的線寬和間距,適應(yīng)不同電路的設(shè)計要求。

6. 信號完整性:

填充銅:對于大多數(shù)應(yīng)用,能提供更好的信號完整性,是低頻和中頻電路的理想選擇。

網(wǎng)格銅:在高頻和超高頻電路中,由于無法提供完整的參考平面,可能影響信號傳輸質(zhì)量。在使用時需要進(jìn)行嚴(yán)格的信號完整性仿真和驗證。

7. 維修和調(diào)試:

填充銅:銅層連續(xù),故障定位相對困難,需要更專業(yè)的診斷技術(shù)。

網(wǎng)格銅:網(wǎng)格結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,故障定位可能更具挑戰(zhàn)性,需要更高的技術(shù)水平和更精密的測試設(shè)備。

選擇建議:在實際PCB設(shè)計中,應(yīng)根據(jù)具體電路的應(yīng)用場景、頻率特性、功率要求和成本約束來選擇合適的鋪銅方式。對于低頻、大電流電路,填充銅通常是更好的選擇;網(wǎng)格銅應(yīng)用在高頻電路做參考平面時要嚴(yán)格仿真。

建議在設(shè)計過程中通過仿真和原型測試,驗證不同鋪銅方式對電路性能的實際影響。

為昕PCB設(shè)計軟件支持兩種鋪銅方式,分別是填充銅(Solid Copper)和網(wǎng)格銅(Hatched Copper)。以下是這兩種鋪銅方式的繪制方法:

填充銅(Solid Copper):

填充銅通常用于需要較大電流的低頻電路中,因為它提供了一個連續(xù)的銅層,有助于減小電阻和壓降。

在為昕PCB設(shè)計軟件中,可以通過點擊菜單欄中的"繪圖"選項,選擇矩形,在右側(cè)的鋪銅選項中選擇合適的參數(shù),進(jìn)行鋪銅即可。

在右側(cè)的對話框中,可以選擇solid,進(jìn)行靜態(tài)銅繪制,并設(shè)置銅皮與焊盤,過孔之間的鏈接方式,即可鋪上一個完整的銅皮。

可以設(shè)置鋪銅的網(wǎng)絡(luò),通常連接到GND網(wǎng)絡(luò),并選擇移除死銅(island)的選項,以避免不必要的孤立銅區(qū)域。

完成設(shè)置后,沿著Keepout層的邊框繪制鋪銅區(qū)域,點擊確認(rèn),軟件將自動完成填充銅的繪制。

網(wǎng)格銅(Hatched Copper):

網(wǎng)格銅適用于高頻電路,因為它提供了良好的屏蔽效果,同時避免了由于大面積銅層引起的熱膨脹問題。

在為昕PCB設(shè)計軟件中,同樣可以通過點擊菜單欄中的繪圖”選項,然后選擇矩形,右側(cè)的樣式中選擇網(wǎng)格銅樣式即可。

同樣需要設(shè)置鋪銅的網(wǎng)絡(luò),通常連接到GND,并選擇是否移除死銅。

繪制鋪銅區(qū)域后,軟件將根據(jù)設(shè)置的網(wǎng)格參數(shù)自動生成網(wǎng)格狀的銅層。

wKgZO2dZCN2ANvjMAAQM0_ba1Cc627.png為昕Mars 軟件鋪銅效果

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