PCB铺铜

所谓铺铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。铺铜也称敷铜。铺铜的意义如下。

(1)增加载流面积,提高载流能力。

(2)减小地线阻抗,提高抗干扰能力。

(3)降低压降,提高电源效率。

(4)与地线相连,减小环路面积。

(5)多层板对称铺铜可以起到平衡作用。

图10-94  铺铜推荐设置

在PCB设计中,铺铜应用很广泛。在Altium Designer中,铺铜的操作、铺铜设置、铺铜的编辑修正等很值得我们分析研究。

局部铺铜

对于PCB设计中的一些电源模块,因为考虑到电流的大小载流,需要加宽载流路径,走线的话,因为路径上含有过孔或者其他阻碍物,不会自动避让,不方便进行DRC处理,这个时候可以用到局部铺铜。

(1)执行菜单命令“放置-铺铜”,进入铺铜设置窗口,为了更有效率地进行铺铜,按照图10-94所示进行推荐设置。

① Hatched(Tracks/Arcs):动态铺铜方式,铺铜由线宽和间距组合而成,铺铜会相对圆滑,符合高速设计要求,图10-95所示为Solid铺铜和Hatched铺铜的对比。

图10-95  Solid铺铜和Hatched铺铜的对比

② Track Width:铺铜线宽。Grid Size:铺铜线宽之间的间距。如果需要实心铺铜,那么线宽值比栅格值大就好,推荐线宽值5mil,栅格值4mil,这个值不宜设置过大或者过小。

设置过大,一些较小Pitch间距的BGA没办法铺铜进去,造成铜皮的断裂,影响平面完整性。

设置过小,铺铜更容易进入一些电阻、电容的缝隙中,造成狭长铜皮的出现,增加生产上的难度或者产生串扰。

③ Pour Over All Same Net Objects:选择此选项,对于相同的网络都需要采取铺铜,不然会出现相同网络的走线和铜皮无法连接的现象,如图10-96所示。

④ Remove Dead Copper:移除死铜,勾选此选项可以对铺铜产生的孤立铜皮进行清除,如图10-97所示。

图10-96  相同网络铺铜设置对比

图10-97  移除死铜

(2)完成第(1)步的铺铜设置之后,即可激活放置铺铜的命令,在PCB上,根据实际需要绘制一个闭合的铜皮区域,完成局部铺铜的放置。

异形铺铜的创建

很多情况下,有一个圆形的板子或者非规则形状的板子,需要创建一个和板子形状一模一样的铺铜,该怎么处理呢?下面来说明下异形铺铜的创建。

(1)选中封闭的异形板框或者区域,例如,选中一个圆形的闭合环。

(2)执行菜单命令“工具-转换-从选择的元素创建铺铜”,如图10-98所示,即可创建一个圆形的铺铜。

(3)双击铺铜,可更改铺铜的铺铜模式、网络及层属性。

(4)采取同样的方式也可以创建其他异形的铺铜,如图10-99所示。

图10-98  异形铺铜的创建命令

图10-99  异形铺铜的创建

全局铺铜

全局铺铜一般在整板铺铜好之后进行,可以系统地对整个板子的铺铜进行优先级设置、重新铺铜等操作。执行菜单命令“工具-铺铜-铺铜管理器”,进入铺铜管理器,如图10-100所示。铺铜管理器主要分为4个区。

图10-100  铺铜管理器

(1)视图/编辑:可以对铺铜所在层和网络进行更改。

(2)铺铜管理操作命令栏:可以对铺铜的动作进行管理。

(3)铺铜顺序:可以进行铺铜优先级设置。

(4)铺铜预览区:可以大概看到铺铜之后或者选择的铺铜。

多边形铺铜挖空的放置

有时在铺铜之后还需要去删除一些碎铜或尖岬铜皮,多边形铺铜挖空的功能就是禁止铜铺进放置该区域,只针对铺铜有效,不作为独立的铜存在,放置完成后不用删除。

(1)执行菜单命令“放置-多边形铺铜挖空”,激活放置命令,然后和绘制铜皮一样进行放置操作,如图10-101所示,一般放置尖岬铜皮上重新灌铜一下,尖尖的铺铜就被删除了。

(2)双击多边形铺铜挖空,可以对其属性进行设置,如图10-102所示,箭头所指示处的“Layer”可以选择多边形铺铜挖空的应用范围,这里根据实际情况可以选择所放置的当前层,或者选择“Multi-Layer”可以适用所有层,即对所有层的铺铜都禁止。

图10-101  多边形铺铜挖空的放置

图10-102  多边形铺铜挖空属性设置

修整铺铜

铺铜不可能一步到位,在实际应用中,铺铜完成之后,需要对所铺铜的形状等进行一些调整,如铺铜宽度的调整、钝角的修整等。

(1)铺铜的直接编辑:单击选中需要编辑的铺铜,选中之后,即可看到此块铺铜的四周有一些白色“小点”,如图10-103所示,将鼠标指针放在白色“小点”上拖动,可以对此块铺铜的形状及大小进行调整,调整完成之后,记得对此块铺铜进行铺铜刷新(在铺铜上单击鼠标右键,选择执行命令“铺铜操作-调整铺铜大小”)。

图10-103  铺铜的形状及大小调整

(2)铺铜的分离操作(即钝角的修整):执行菜单命令“放置-载剪多边形铺铜”(快捷键“PY”),激活分离命令,在铺铜的直角处横跨绘制一条分割线,绘制之后,铺铜会分离成两块铜皮,删掉尖角那一块,即可以完成当前铺铜钝角的修整,如图10-104所示。

图10-104  铺铜钝角的修整