敷铜

所谓敷铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,用固体铜填充,这些铜区即为敷铜。

敷铜的意义有很多。

增加载流面积,提高载流能力。

减小地线阻抗,提高抗干扰能力。

降低压降,提高电源效率。

与地线相连,减小环路面积。

多层板对称敷铜可以起到平衡作用。

局部敷铜

对于PCB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,因为考虑到电流的大小载流,需要加宽载流路径,走线的话会因为路径上含有过孔或者其他障碍物,不会自动避让,不方便进行DRC处理,这个时候可以用到局部敷铜。

执行命令Place—Polygon Pour,按TAB键进入敷铜设置窗口。

通常选择Hatched(Tracks/Arcs):动态敷铜方式,敷铜由线宽和间距组合而成,敷铜会相对圆滑,符合高速设计要求,Solid和Hatched敷铜对比如下

Hatched通常用于网格型敷铜,但有说法认为网格敷铜高速PCB没有实心敷铜好,因此我们使用网格敷铜模型,完成实心敷铜。即设置Track Width敷铜线宽为5mil,以及Grid Size表示敷铜线宽的间距为4mil,即线宽值比网格值要大即可完成实心敷铜效果。但这两个值不宜过大或过小。过大时,对于一些较小的Pitch间距BGA没法敷铜进去,造成铜皮的断裂,影响了平面完整性。而设置过小时,敷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。当然对于大电流部分还是应该适当调大这两个值,尽量避免狭长铜皮。

勾线Remove Dead Copper移除死铜,死铜即没有与任何网络连接的孤立铜皮。

选择Pour Over All Same Net Objects保证对于所有相同网络都进行敷铜。否则会出现相同网络无法连接的现象。如下图所示

走线与敷铜相同网络但无法连接,调整后见右图

要想让死铜的区域变少,在原本的死铜区域放置一定的地平面回流孔即可,或者手工连线将其与同网络的铜箔相连,而无法通过过孔和手工连线排除的死铜,我们通常会选择将其删除。

 

 

上面的方法适合创建规则图形的敷铜,那么对于异性敷铜要如何生成呢?

首先我们需要用其他软件绘制敷铜的封闭轮廓导入到AD中,选中这个封闭异性区域,我们 以简单的闭合环为例。

执行命令Tools—Convert—Create Polygon from Selected Primitives,即可创建完成

双击敷铜进行设置即可。

 

在整个板子绘制完成后,我们需要合理的管理敷铜。执行命令Tools—Polygon Pours—Polygon Manager

最后就是一些敷铜的修整方式了

首先是敷铜切除,由于一些原因,在一些区域的敷铜是被禁止的,比如天线下方等,或者适用于删除一些碎铜或尖岬铜皮。只针对敷铜有效。

执行命令Place—Polygon Pour Cutout,和绘制铜皮一样的方式绘制区域,绘制完成后重新执行一下敷铜即可。

对cutout也可以进行设置,比如我们可以选择cutout的应用层,如果想要所有层都禁止敷铜,直接选择Multi-Layer即可。

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敷铜区域轮廓可以通过拖动边缘的白色小点,但是调整完成后必须重新灌铜才能生效。

单个敷铜的重新灌铜只需要选中这个敷铜执行命令Tools—Polygon Pour—Repour Selected

如果想要重新更新所有敷铜,直接执行命令Tools—Polygon Pour—Repour All

如果不是特别必要,尽量少用更新敷铜命令,多次使用敷铜命令会累计大量计算量,导致PCB文件运行缓慢,此时关闭PCB设计文件重新打开一次就可以释放命令运行的堆栈了,卡顿也会消失。

因此如果在敷铜后需要修改走线和布局等,建议先使用命令Tools-polygon pour-shelves polygon。等到所有更改完成后,再执行命令Tools- polygon pour-restore polygon

敷铜还可以通过切割进行分离修整

执行命令Place—Slice Polygon Pour

选中要切割的敷铜后在敷铜中横跨绘制分界线(不一定是直线,此处为了说明方便使用了直线分割),绘制结束后会提示是否分割,选择是即可

可以看到敷铜已经被分割了,删掉一块即完成了敷铜的切割。(同样需要重新灌铜)

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在我们做整板的大面积敷铜处理后,我们需要做的就是修铜,主要对一些电路的瓶颈地方进行修正,以及利用cutout对尖岬铜皮的删除,如下图

敷铜间距通常会做一些特殊调整,如下图

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上面提到的敷铜均为正片敷铜,如果是负片的敷铜,主要说明负片层中孤铜的处理方式

为了说明这一点,我们先来建立一个实例。

新建一个PCB文件,右键层菜单栏打开层堆栈管理器

添加一个中间层,这里命名为InterPlane

在Internal Plane放置过孔,可以看到过孔周围还有一圈铜皮

放置成如下所示,根据负片层的定义,深绿色没有放置过孔的位置为铜皮,而与过孔绑定的草绿色同心圆则为非铜皮部分。

这样的话,我们中间就会出现四块孤铜了。

如何去除负片层的孤铜?

第一种方式是设定与焊盘绑定的这个同心圆大小,实际上他是负片的反焊盘,在Design-Rules中的Plane-Power Plane Clearance规则,通常设置为9-12mil

第一种方式适合全局的调整,那对于局部来说,就需要采取第二种方式了

第二种措施利用了填充Fill来实现,由于负片层的概念为非铜皮,放置一块Fill填充即可将区域内的铜皮去除,实现孤岛移除。

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敷铜”的一个响应

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