淺談PCB設計中鋪銅的必要性

PCB在所有設計內容都設計完成之后，通常還會進行最后一步的關鍵步驟——鋪銅。 鋪銅就是將PCB上閑置的空間用銅面覆蓋，各類PCB設計軟件均提供了智能鋪銅功能，通常鋪銅完的區域會變成紅色，代表這部分區域有覆蓋銅。

那么，為什么最后要鋪銅呢？不鋪不行嗎？ 對于PCB來說，鋪銅的作用蠻多的，比如減小地線阻抗，提高抗干擾能力；與地線相連，減小環路面積；還有幫助散熱，等等。

1、鋪銅能降低地線阻抗，以及提供屏蔽防護和噪聲抑制。 數字電路中存在大量尖峰脈沖電流，因此降低地線阻抗顯得更有必要，鋪銅是一種常見的降低地線阻抗的方法。 鋪銅可以通過增加地線的導電截面積，從而降低地線的電阻；或者縮短地線的長度，減小地線的電感，從而降低地線的阻抗；還可以控制地線的電容，使地線的電容值適當增加，從而提高地線的導電性能，降低地線的阻抗。 大面積的地或電源鋪銅還可以起到屏蔽作用，有助于減少電磁干擾，提高電路的抗干擾能力，滿足EMC的要求。 另外，對于高頻電路來說，鋪銅給高頻數字信號提供完整的回流路徑，減少直流網絡的布線，從而提高信號傳輸的穩定性和可靠性。

2、鋪銅能提高PCB的散熱能力

鋪銅在PCB設計中除了用于降低地線阻抗外，還可以用于散熱。 眾所周知，金屬是易導電導熱材質，所以PCB如果進行了鋪銅，板子內的間隙等其他空白區域就有更多的金屬成分，散熱表面積增大，所以易于PCB板整體的散熱。 鋪銅還可以幫助均勻分布熱量，防止局部高溫區域的產生。通過將熱量均勻分布到整個PCB板上，可以減少局部熱量集中，降低熱源的溫度梯度，提高散熱效率。 因此，在PCB設計中，可以通過以下方式利用鋪銅進行散熱：

設計散熱區域：根據PCB板上的熱源分布情況，合理設計散熱區域，并在這些區域鋪設足夠的銅箔，以增加散熱表面積和導熱路徑。

增加銅箔厚度：在散熱區域增加銅箔的厚度，可以增加導熱路徑，提高散熱效率。

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

增加散熱片：在散熱區域增加散熱片，將熱量傳導到散熱片上，再通過自然對流或風扇散熱器等方式散發熱量，提高散熱效率。 ?

3、鋪銅可以減少形變，提高PCB制造質量 鋪銅可以幫助保證電鍍的均勻性，減少層壓過程中板材的變形，尤其是對于雙面或多層PCB來說，提高PCB的制造質量。

如果某些區域銅箔分布多，某些區域分布又過少，就會導致整個板子分布不均，鋪銅可以有效減少這個差距。

4、滿足特殊器件的安裝需求。 對于一些特殊器件，例如需要接地或特殊安裝要求的器件，鋪銅可以提供額外的連接點和固定支撐，增強器件的穩定性和可靠性。 因此，基于以上多個優點，大部分情況下，電子設計師都會給PCB板上鋪銅。 但是，鋪銅并不是PCB設計中必須要進行的部分。 在某些情況下，鋪銅可能不適合或不可行。以下是一些情況下不宜鋪銅的情況：

①、高頻信號線路： 對于高頻信號線路，鋪銅可能會引入額外的電容和電感，影響信號的傳輸性能。在高頻電路中，通常需要控制地線的走線方式，減小地線的回流路徑，而不是過度鋪銅。 比如，鋪銅會導致天線部分信號受影響。在天線部分周圍區域鋪銅容易導致弱信號采集的信號收到比較大的干擾，天線信號對于放大電路參數設置非常嚴格，鋪銅的阻抗會影響到放大電路的性能。所以天線部分的周圍區域一般不會鋪銅。

②、高密度線路板： 對于密度較高的線路板，過度鋪銅可能會導致線路之間的短路或者接地問題，影響電路的正常工作。在設計高密度線路板時，需要謹慎設計鋪銅結構，確保線路之間有足夠的間距和絕緣，避免出現問題。

③、散熱過快，焊接困難： 如果對元器件的管腳進行鋪銅全覆蓋，可能會導致散熱過快，從而使得拆焊和返修變得困難。我們知道銅的導熱率很高，因此不管是手工焊接還是回流焊，在焊接時銅面都會迅速導熱，而致使烙鐵等溫度流失，對焊接產生影響，因此設計上盡量采用"十字花焊盤"減少熱量散發，方便焊接。

④、特殊環境要求： 在一些特殊的環境中，如高溫、高濕、腐蝕性環境等，銅箔可能會受到損壞或腐蝕，從而影響PCB板的性能和可靠性。在這種情況下，需要根據具體的環境要求選擇合適的材料和處理方式，而不是過度鋪銅。

⑤、特殊層次的板： 對于柔性電路板、剛柔結合板等特殊層次的板，需要根據具體的要求和設計規范進行鋪銅設計，避免過度鋪銅導致的柔性層或剛柔結合層的問題。

綜上所述，在PCB設計中，需要根據具體的電路要求、環境要求和特殊應用場景，進行適當的鋪銅與不鋪銅的選擇。

審核編輯：黃飛

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