PCB技術 - PCB設計における銅舗装の役割

銅を敷くことはPCB上に銅の表面が覆われた空き空間であり、各種PCB設計ソフトウェアは知能的な銅敷設機能を提供しており、通常は銅を敷くと領域が赤くなり、この部分が銅で覆われていることを示している。

なぜPCB銅なのか。

1.電磁互換性。広い面積の地面や電源に銅を敷く場合は、シールドの役割を果たし、PGNDなどの特殊な地面は保護の役割を果たします。

2.PCBプロセス要件。一般にめっき効果を保証するため、あるいは積層片が変形しないように、少ない配線PCB板層に銅を敷く。

3.信号完全性の要求、高周波デジタル信号に完全なリターンパスを与え、直流ネットワークの配線を減らす。もちろん、放熱、特殊設備の設置要求、例えば銅質もある。

銅PCBを敷く設計にはどんな役割がありますか。

1.PCB銅は回路基板の導電性を高めることができる。銅は良好な導電性を持っているので、プリント基板の製造過程で銅箔を使用することで回路基板の導電性を大幅に向上させることができる。これにより、部品間の接続がより安定して確実になることが保証されます。

2.PCB銅はまた、プリント基板の機械的強度と安定性を高めることができる。銅箔自体は高い機械的強度と安定性を有するため、使用中にプリント配線板が外部環境の影響を受けて破損したり変形したりする問題を効果的に防止することができる。

3.PCB銅はまた、回路基板を酸化や腐食などの影響から保護することができる。銅箔は耐腐食性に優れているため、回路基板表面に銅箔をコーティングすることで、酸化や腐食などの影響から回路基板を効果的に保護することができる。これにより、回路基板の寿命を延長し、使用中の回路基板の安定性と信頼性を保証することができる。

PCB設計では、銅の敷設を用いて放熱することができます。

放熱面積の設計：PCB板上の熱源の分布に基づいて、放熱面積を合理的に設計し、そしてこれらの領域に放熱表面積と伝熱経路を増加するために十分な銅箔を敷設する。

銅箔の厚みを増やす：放熱領域の銅箔の厚みを増やすことで熱伝導経路を増やし、放熱効率を高めることができる。

設計放熱通孔：放熱領域に放熱通孔を設計し、孔を通じてPCB板の反対側に熱を伝導し、放熱経路を増加し、放熱効率を高める。

放熱器を追加：放熱領域に放熱器を追加し、放熱器に熱を伝導し、その後自然対流またはファン放熱器などの方式で放熱し、放熱効率を高める。

しかし、銅線敷設はPCB設計の強制的な部分ではない。

場合によっては、銅線を敷設するのは適切ではないか、実行不可能である可能性があります。銅の敷設に適さない場合は次のとおりです。

1.高周波信号線：

高周波信号回路については、銅を敷設することで追加の容量とインダクタンスが導入され、信号伝送性能に影響を与える可能性がある。高周波回路では、銅ではなく接地線の戻り経路を最小限に抑えるために、接地線の位置合わせを制御する必要があります。

例えば、銅線を敷設すると、アンテナ部分の信号に影響を与えることがあります。アンテナの周囲の領域では、銅の部分は微弱な信号の取得を招きやすく、受信した信号に大きな干渉を与え、アンテナ信号は増幅回路のパラメータ設定に非常に厳しく、銅のインピーダンスは増幅回路の性能に影響を与える。だからアンテナの周りのエリアには銅が敷かれていないのが普通です。

2.高密度回路基板：

密度の高い回路基板では、銅が多すぎると回路間の短絡や接地の問題を引き起こし、回路の正常な動作に影響を与える可能性があります。高密度回路基板の設計では、配線間に十分な間隔と絶縁を確保し、問題を回避するために銅舗装構造を慎重に設計する必要があります。

3.放熱過多、溶接困難：

部品のピンが銅舗装面を完全に覆っていると、過度の放熱を招き、溶接の取り外しややり直しが困難になる可能性があります。銅の熱伝導率が高いことを知っているので、手作業で溶接してもリフロー溶接しても、銅表面は溶接時に急速に熱伝導し、こてなどの温度の損失をもたらし、溶接に影響を与えるので、できるだけ「十字線パッド」を使用して放熱を減らし、溶接に便利にするように設計されている。

4.特殊環境要求：

高温、高湿度、腐食性などの特殊な環境では、銅箔が破損したり腐食したりしてPCB板の性能や信頼性に影響を与える可能性があります。この場合、銅を被覆するのではなく、特定の環境要件に応じて適切な材料と処理を選択する必要があります。

5.特殊板材層：

フレキシブル回路基板、剛性フレキシブル基板などの特殊なレベルの基板に対して、具体的な要求と設計規範に基づいて銅敷設設計を行う必要があり、フレキシブル層または剛性フレキシブル層の銅敷設の過剰による問題を回避する。

PCB設計では、銅を敷くことは重要で複雑なタスクです。それは板材の導電性、機械的強度と安定性を高めるだけでなく、酸化と腐食から板材を効果的に保護した。しかし、銅を敷くことは万能ではなく、特定の場合、高周波信号干渉、高密度回路基板短絡のリスク、溶接困難などの悪影響を与える可能性があります。