PCB科技 - 銅鋪面在PCB設計中的作用

鋪銅是PCB上有銅表面覆蓋的空閒空間，各種PCB設計軟體都提供智慧鋪銅功能，通常鋪銅後區域會變紅，代表這部分區域被銅覆蓋。

為什麼是PCB銅？

1.電磁相容性。 對於大面積的地面或電源鋪銅，都會起到遮罩作用，一些特殊的地面，如PGND起到保護作用。

2.PCB工藝要求。 一般為了保證鍍層效果，或疊片不變形，為少佈線PCB板層鋪銅。

3.信號完整性要求，給高頻數位信號一個完整的返回路徑，並减少直流網絡的佈線。當然，也有散熱、特殊設備安裝要求，如銅質。

鋪銅PCB的設計有什麼作用？

1.PCB銅可以提高電路板的導電性。 因為銅具有良好的導電性，所以在印刷電路板的製造過程中使用銅箔可以大大提高電路板的導電性。 這將確保部件之間的連接更加穩定可靠。

2.PCB銅還可以增强印刷電路板的機械強度和穩定性。 由於銅箔本身具有較高的機械強度和穩定性，囙此在使用過程中可以有效防止印刷電路板受到外部環境的影響而損壞或變形等問題。

3.PCB銅還可以保護電路板免受氧化或腐蝕等影響。 由於銅箔具有良好的耐腐蝕性，囙此在電路板表面塗一層銅箔可以有效地保護電路板不受氧化或腐蝕等影響。 這樣可以延長電路板的使用壽命，並保證電路板在使用過程中的穩定性和可靠性。

在PCB設計中，可以通過以下管道使用銅的敷設進行散熱：

散熱面積的設計：根據PCB板上熱源的分佈，合理設計散熱面積，並在這些區域鋪設足够的銅箔，以新增散熱表面積和導熱路徑。

新增銅箔厚度：新增散熱區域的銅箔厚度可以新增熱傳導路徑，提高散熱效率。

設計散熱通孔：在散熱區域設計散熱通洞，通過孔將熱量傳導到PCB板的另一側，新增散熱路徑，提高散熱效率。

新增散熱器：在散熱區域新增散熱器，將熱量傳導到散熱器，然後通過自然對流或風扇散熱器等管道散熱，提高散熱效率。

然而，銅線敷設並不是PCB設計的強制性部分。

在某些情况下，鋪設銅線可能不合適或不可行。 以下是不適合鋪設銅的一些情况：

1.高頻訊號線：

對於高頻訊號電路，鋪設銅可能會引入額外的電容和電感，影響訊號傳輸效能。 在高頻電路中，通常需要控制接地線的對齊，以最大限度地减少接地線的返回路徑，而不是覆蓋銅。

例如，鋪設銅線會導致天線部分的訊號受到影響。 在天線周圍的區域，銅的部分容易導致微弱訊號的獲取，對接收到的訊號產生較大的干擾，天線訊號對放大電路的參數設置非常嚴格，銅的阻抗會影響放大電路的效能。 所以天線周圍的區域一般不會鋪銅。

2.高密度電路板：

對於密度更高的電路板，過多的銅可能會導致線路之間短路或接地問題，影響電路的正常工作。 在高密度電路板的設計中，需要小心設計銅鋪設結構，以確保線路之間有足够的間距和絕緣，避免出現問題。

3.散熱過多，焊接困難：

如果部件的引脚完全覆蓋銅鋪面，可能會導致過度散熱，從而使拆焊和返工變得困難。 我們知道銅的導熱係數很高，所以無論是手工焊接還是回流焊接，銅表面在焊接時都會快速導熱，導致烙鐵等溫度的損失，影響焊接，所以設計儘量使用“十字線焊盤”來减少散熱，便於焊接。

4.特殊環境要求：

在一些特殊環境中，如高溫、高濕度、腐蝕性環境中，銅箔可能會被損壞或腐蝕，從而影響PCB板的效能和可靠性。 在這種情況下，有必要根據具體的環境要求選擇合適的資料和處理，而不是覆蓋銅。

5.特殊板材層：

對於柔性電路板、剛性柔性板等特殊級別的板，需要根據具體要求和設計規範進行鋪銅設計，避免因柔性層或剛性柔性層過度鋪銅而造成的問題。

在PCB設計中，鋪銅是一項既重要又複雜的任務。 它不僅提高了板材的導電性、機械強度和穩定性，還有效地保護了板材免受氧化和腐蝕。 然而，鋪銅並不是萬能的，在某些特定情况下，它可能會帶來負面影響，如高頻訊號干擾、高密度電路板短路的風險、焊接困難。