PCB設計中GND是整體覆銅還是用線連起來

很多同學向我提過一個疑問：PCB設計中GND是整面覆銅和用線連起來，這種方式哪種效果好？

很多老EDA工程師做兩層電源板都不習慣覆銅，具體什么原因也很難說清楚，這種方式GND的連接效率很低，反而會被新手嘲笑。直接鋪個銅箔，表層上幾百個GND的焊盤就自動連接起來了，還用一根根的手動去連，太搞笑了。搞的很多老EDA工程師在新手面前都不知道怎么布線了。

其實，小易覺得沒有絕對的對和錯，GND整體覆銅和用線連起來，不能太絕對說哪種好，哪種壞，而是要看具體的布線環境，比如線路板的層數、層疊和電源的種類多少都有關系的。從PDN電源仿真角度來看，是有一個標準的，那就是：保****證電源的回路電感最小。

我們根據PDN仿真的思路來尋求電源回路電感的最小方式，大家知道電源的回路就是GND的流向，在PCB設計中有很多的GND屬性的焊盤，GND是1對多的情況，一個GND焊盤同時和很多GND焊盤、線和通孔保持了物理屬性的連接，如下圖這種情況，A-B兩點的連接就有直接線連、銅箔連接和打孔內部連接這3種方式，那這3種方式電源回路都是平均分的嗎？

電源回路怎么走？它當然不會像我們想象中的那么聽話，在高中物理也講到過一個并聯電阻的模型，如下圖，當R1遠小于R2時，電流會選擇走R1的，R2

幾乎可以看做一個斷路。在A-B兩點也存在類似的問題，線連接、銅箔連接和打孔內層連接可以看做是R1、R2和R3這3路并聯在一起，要使電源回路電感最小，就要看R1、R2和R3哪一路的阻抗最小。

阻抗最小就要保證回流的路徑最短，上圖中可以看到A處直接在GND焊盤處打孔，這樣電源和GND的回流路徑最短。因為有GND和電源層，表層和電源和GND屬性的焊盤連接都會直接在焊盤旁邊打孔，然后將電源和GND層引入內層統一連接起來。如下圖所示，這樣電源層和GND層兩層間組成一個大的回路，同時考慮到20h原則，會在板邊打一些GND孔，這樣讓GND的銅箔面積大于電源層的面積。

這樣做嚴格上說不需要TOP和BOTTOM層也覆GND銅箔，因為GND屬性的焊盤不會在表層連起來，表層覆GND銅箔會帶來一些意想不到的雜銅問題， 比如下圖BGA區，會碰到GND的焊盤通過很細的銅箔勉強連起來,這個寬度可能超出了板廠的最小工藝。

為了防止這種情況，一般的處理方法是BGA區域禁止覆GND銅箔，或者TOP和BOTTOM層不覆蓋GND銅箔。GND焊盤要連接到GND，必須從焊盤拉出一段線，然后打孔連接到GND層。

如下圖所示，電源和GND焊盤都滿足拉出線打孔連接到內層，但左邊電源和GND的在電源和GND層間的通孔之間回流路徑很大，右邊的處理方法就很好，保證電源和GND地在同層間路徑最短，是最好的處理方法。

通過以上的研究，大家知道了：有電源層和GND層的多層板，整體覆GND銅箔是最佳選擇。那如果沒有電源層和GND層呢？比如只有兩層的電源板，是不是也要覆GND銅箔呢？

兩層板的情況就不同了，首先沒有GND層，也就預示著在GND焊盤旁直接打孔到另外一層，下方不一定正好是GND的網絡。再者，EDA工程師在拉線的時候，知道GND焊盤最后是整體覆銅解決的，走線的時候就不會拉GND的線；在最后看到只剩下GND的焊盤沒連起來，就直接兩層全部覆GND銅箔，然后再通過EDA軟件去查還有哪些焊盤是open的。

這樣造成的問題是，只關心到GND是否都連起來，不會去關心回流路徑是否最短，比如下圖中，如果手動連線，兩個GND焊盤可以表層連起來的，但覆銅后，雖然可以打孔通過另外一層連起來，但路徑長了很多。而且有時候，為了把GND孔要拉出焊盤好遠，才能找到另外一層的GND銅箔連起來。