PCB设计中填充铜和网格铜有什么区别？

只看该作者 · 2024-12-5 14:53

本帖最后由为昕科技于 2024-12-11 15:08 编辑

PCB设计中填充铜和网格铜有什么区别？

填充铜（Solid Copper）和网格铜（Hatched Copper）是PCB设计中两种不同的铺铜方式，它们在电气性能、热管理、加工工艺和成本方面存在一些区别：

1. 电气性能：

填充铜：提供连续的导电层，具有极低的电阻和最小的电压降。适合大电流应用，并能提供优秀的电磁屏蔽效果，显著提高电磁兼容性。

网格铜：由于铜线之间存在间隔，电阻相对较高，电压降也更大。在多层板设计中，可以帮助减少板厚。在超高频电路中，网格结构有助于降低涡流效应，在特定频率下可能提供更好的屏蔽性能。

2. 热管理：

填充铜：连续的铜层能够均匀地分散热量，但同时也增加了热膨胀风险，可能导致PCB板的变形。

网格铜：由于铜层非连续，热膨胀效应相对减弱，有助于降低PCB板的热变形程度，在热管理方面具有一定优势。

3. 加工工艺：

填充铜：需要精确控制铜厚，要求严格的蚀刻和电镀工艺。表面处理时必须确保铜层的均匀性，对制造工艺提出较高要求。

网格铜：加工过程中需要精确控制网格的线宽、间距和均匀性。由于网格结构复杂，对制造工艺的精度要求更高。

4. 成本：

填充铜：通常加工成本较低，工艺相对简单，是most cost-effective的选择。

网格铜：由于需要更精细的图形化蚀刻工艺，制造成本略高于填充铜。

5. 设计灵活性：

填充铜：设计时需要仔细考虑铜层的连续性，避免短路和死铜区域。设计约束相对严格。

网格铜：设计更为灵活，可以根据具体需求调整网格的线宽和间距，适应不同电路的设计要求。

6. 信号完整性：

填充铜：对于大多数应用，能提供更好的信号完整性，是低频和中频电路的理想选择。

网格铜：在高频和超高频电路中，由于无法提供完整的参考平面，可能影响信号传输质量。在使用时需要进行严格的信号完整性仿真和验证。

7. 维修和调试：

填充铜：铜层连续，故障定位相对困难，需要更专业的诊断技术。

网格铜：网格结构相对复杂，故障定位可能更具挑战性，需要更高的技术水平和更精密的测试设备。

选择建议：在实际PCB设计中，应根据具体电路的应用场景、频率特性、功率要求和成本约束来选择合适的铺铜方式。对于低频、大电流电路，填充铜通常是更好的选择；网格铜应用在高频电路做参考平面时要严格仿真。

建议在设计过程中通过仿真和原型测试，验证不同铺铜方式对电路性能的实际影响。

为昕PCB设计软件支持两种铺铜方式，分别是填充铜（Solid Copper）和网格铜（Hatched Copper）。以下是这两种铺铜方式的绘制方法：

填充铜（Solid Copper）：

1. 填充铜通常用于需要较大电流的低频电路中，因为它提供了一个连续的铜层，有助于减小电阻和压降。

2. 在为昕PCB设计软件中，可以通过点击菜单栏中的绘图”选项，然后选择矩形，在右侧的铺铜选项中选择合适的参数，进行铺铜即可。

3. 在右侧的对话框中，可以选择solid，进行静态铜绘制，并设置铜皮与焊盘，过孔之间的链接方式，即可铺上一个完整的铜皮。

4. 可以设置铺铜的网络，通常连接到GND网络，并选择移除死铜（island）的选项，以避免不必要的孤立铜区域。

5. 完成设置后，沿着Keepout层的边框绘制铺铜区域，然后确认，软件将自动完成填充铜的绘制。

网格铜（Hatched Copper）：

1. 网格铜适用于高频电路，因为它提供了良好的屏蔽效果，同时避免了由于大面积铜层引起的热膨胀问题。

2. 在为昕PCB设计软件中，同样可以通过点击菜单栏中的绘图”选项，然后选择矩形，右侧的样式中选择网格铜样式即可。

3. 同样需要设置铺铜的网络，通常连接到GND，并选择是否移除死铜。

4. 绘制铺铜区域后，软件将根据设置的网格参数自动生成网格状的铜层。

铺铜效果图