PCB Copper Thieving有什么用？資料下載

要教唆大家劍走偏鋒？打工是不可能打工的了？其實老wu這里說的盜銅，指的是 Copper Thieving啦。 Copper Thieving 字面理解就是具有偷竊行為的銅，行內(nèi)叫均流塊，也稱電鍍塊，指添加在多層PCB外層圖形區(qū)、PCB裝配輔條和制造面板輔條區(qū)域的銅平衡塊。 Copper Thieving有什么用？在PCB生產(chǎn)過程中在外層電鍍工藝這個環(huán)節(jié)時平衡電鍍電流，避免在電鍍工序因電流不一致而導致成品銅厚不均勻。也就是在電鍍的過程中把電鍍電流從銅箔密集區(qū)奪過來，讓電流分布更平均，也就是避免成品銅厚的不均勻。 為什么要說這個？源于最近有小伙伴給老wu發(fā)來了據(jù)說是初代iPhone的原型開發(fā)板，板子非常漂亮，特別是其表面被很多小方格銅塊所覆蓋，非常有藝術(shù)氣息，一下子就讓人聯(lián)想到了路易威登經(jīng)典的棋盤格款式。 這些小銅塊看起來像是覆銅但又有所不同，它是由許多個非常小的獨立方格狀銅塊組成的，每個銅塊都是獨立的單體，不與電路板上的其他組件進行電氣連接，比如我們所知的，PCB上的大面積鋪銅至少要以所關(guān)注頻率的1/10波長間距打金屬化過孔，與PCB上主0V參考平面進行連接。 懸空的大面積銅箔，等效于Patch Antenna，如下圖這樣，板子上的共模電流很容易進入天線對外電磁輻射突突突，造成電磁兼容性問題 大面積鋪銅孔打的不夠，高阻抗，引起諧振，照樣輻射電磁波突突突 其實，以高速數(shù)字信號為主的具有低阻抗回流平面的PCB外層覆銅弊大于利，注意，老wu這里說的是【高速數(shù)字信號為主】而又【有低阻抗回流平面】，要注意這個前提，如果是雙層板或者高阻抗的模擬電路，覆銅還是很有好處的。 對于具有低阻抗回流平面的多層PCB來說，高數(shù)數(shù)字信號的回流會直接走阻抗最低的路徑而不是直線距離最短從而電阻最小的路徑，也就是大部分回流集中于信號對應(yīng)的參考平面，走線與參考平面的距離H越小，回流電流在參考平面上越集中于與走線對應(yīng)的區(qū)域，換句說話就是回流電流擴散的面積相對較小，可以降低串擾，回流耦合越緊密，越能減少差模輻射。所以，提高表層走線EMC性能的優(yōu)選方法就是通過合理的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計，使高速信號傳輸線與參考平面盡可能接近，讓回流從低阻抗的參考平面走，而不是通過鋪銅的方式構(gòu)造另外的回流路徑去彌補，也就是沒覆銅他老人家啥事了。要覆銅的話，你還要打金屬化過孔與0V參考平面連接，在犄角旮旯的地方，鋪銅還容易形成意外的天線。打過孔的話，每個過孔又會擠占本來就很擁擠的內(nèi)層走線空間，還有主電源/0V參考平面的完整性，本來越來越多的IC引腳和走線換層過孔已經(jīng)把平面打成篩網(wǎng)了，再加上外層平面補打的那堆孔，對保持主平面的低阻抗越發(fā)的不利。同時，銅箔處理不當，在局部區(qū)域過于靠近需要控阻抗的傳輸線，也會造成傳輸線阻抗突變，在阻抗不連續(xù)的地方產(chǎn)生信號反射引發(fā)信號完整性問題。 當然，如果是外層有相對完整的銅箔，這些銅箔可以起到一定的屏蔽作用，或者可以提高PCB的層間電容，對于提升EMC性能會有所幫助，但對于高數(shù)數(shù)字信號為主的情況，外層布滿了元器件和扇出過孔，很難形成完整平面的。 對于兩層板，走線與它的參考平面距離太遠了，同時，0V參考平面還要走線，很難保證平面的完整，這時候板子空余的地方鋪銅并且多打孔與0V參考連接，構(gòu)造低阻抗回流路徑，對于提升EMC性能還是很有好處的。 對于有低阻抗參考平面的高數(shù)數(shù)字信號走線區(qū)域，老wu是不在外層鋪銅的，但是，如果外層的殘銅率太低的話，比如主控和周邊的DRAM等BGA區(qū)域，相對銅箔密度較密，其它區(qū)域銅含量相對較少，不均勻的銅分布率在電鍍工藝環(huán)節(jié)，BGA區(qū)域流經(jīng)的電流密度過大，造成電鍍成品銅厚不均勻，比如差分線，銅厚不均勻會對阻抗控制有不利影響，BGA引腳上的銅厚差異大，也會對SMT的良率有影響等等。 解決辦法就是改善銅箔分布的疏密平衡，這種棋格狀的小銅塊就是不錯的選擇，當然，也有的是小圓點形狀的，它的每個單體在物理尺寸上都遠小于波長的1/4，很難形成有效的輻射天線，不用打過孔與0V參考平面連接，不用擠占擁擠的內(nèi)層走線空間，唯一要注意的是Copper Thieving的下方不要有阻抗控制線，這些銅塊會造成阻抗不連續(xù)。當然，也不要太靠近需要做ESD防護的地方。 板廠會根據(jù)CAM軟件計算出的殘銅率，幫你加上平衡銅塊然后發(fā)你確認，這時就要注意檢查這些銅塊是否會對阻抗造成不良影響，當然，最好是自己添加，避免與板廠工藝人員溝通出現(xiàn)偏差，像 cadence allegro 16.6以后的版本，mentor PADS Professional等主流EDA軟件，都加入了添加Copper Thieving的功能。 還有一點要補充的是，Copper Thieving特指的是在外層的銅塊，Thieving就是要盜取電鍍電流使得外層銅厚電鍍的更均勻，同樣的銅塊用于內(nèi)層，就沒有Thieving的作用啦，這時就是平衡銅，避免內(nèi)層壓合時內(nèi)層樹脂區(qū)域面積過大，造成空洞或者起泡，還有就是平衡不同層銅箔受熱時產(chǎn)生的機械應(yīng)力差。銅塊依然是那么個銅塊，只是起的作用不一樣。 下邊貼一些在外層應(yīng)用Copper Thieving的圖例，欣賞一下在PCB上盜銅的藝術(shù) 轉(zhuǎn)載自 吳川斌的博客 本文鏈接地址: 在PCB上盜銅的藝術(shù) 免責聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進行處理。 (mbbeetchina)