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PCB設(shè)計(jì)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
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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(duì)該技術(shù)點(diǎn)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(jì)中兩種不同的鋪銅方式,它們?cè)?a target="_blank">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(duì)較高,電壓降也更大。在多層板設(shè)計(jì)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(shí)也增加了熱膨脹風(fēng)險(xiǎn),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(duì)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(shì)。

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(shí)必須確保銅層的均勻性,對(duì)制造工藝提出較高要求。

網(wǎng)格銅:加工過(guò)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(duì)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(duì)簡(jiǎn)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(jì)靈活性:

填充銅:設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)約束相對(duì)嚴(yán)格。

網(wǎng)格銅:設(shè)計(jì)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(jì)要求。

6. 信號(hào)完整性:

填充銅:對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,能提供更好的信號(hào)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(wú)法提供完整的參考平面,可能影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。在使用時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)格的信號(hào)完整性仿真和驗(yàn)證。

7. 維修和調(diào)試:

填充銅:銅層連續(xù),故障定位相對(duì)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(duì)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(cè)試設(shè)備。

選擇建議:在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)具體電路的應(yīng)用場(chǎng)景、頻率特性、功率要求和成本約束來(lái)選擇合適的鋪銅方式。對(duì)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(shí)要嚴(yán)格仿真。

建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)仿真和原型測(cè)試,驗(yàn)證不同鋪銅方式對(duì)電路性能的實(shí)際影響。

為昕PCB設(shè)計(jì)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?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)連續(xù)的銅層,有助于減小電阻和壓降。

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

在右側(cè)的對(duì)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(guò)孔之間的鏈接方式,即可鋪上一個(gè)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(xiàng),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(diǎn)擊確認(rèn),軟件將自動(dòng)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?yàn)樗峁┝肆己玫钠帘涡Ч瑫r(shí)避免了由于大面積銅層引起的熱膨脹問(wèn)題。

在為昕PCB設(shè)計(jì)軟件中,同樣可以通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄中的繪圖”選項(xiàng),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(dòng)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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