W projektowaniu PCB często zastanawiamy się, czy powierzchnia PCB powinna być pokryta miedzią? To zależy od sytuacji, najpierw musimy zrozumieć zalety i wady miedzi powierzchniowej.
Najpierw przyjrzyjmy się zaletom powłoki miedzianej:
1. Miedziana powierzchnia może zapewnić dodatkową ochronę ekranującą i tłumienie szumów dla sygnału wewnętrznego;
2. Może poprawić zdolność rozpraszania ciepła PCB
3. W procesie produkcji PCB należy oszczędzać środki korozyjne;
4. Unikaj deformacji PCB spowodowanej nadmiernym naprężeniem rozpływowym PCB spowodowanym przez nierównowagę folii miedzianej
Odpowiednia powłoka powierzchniowa miedzi ma również odpowiednie wady:
1. Zewnętrzna płaszczyzna pokryta miedzią zostanie oddzielona przez elementy powierzchniowe, a linie sygnałowe zostaną pofragmentowane. Jeśli folia miedziana jest słabo uziemiona (zwłaszcza cienka i długa, połamana), stanie się ona anteną, co spowoduje problemy z zakłóceniami elektromagnetycznymi.
W przypadku tego rodzaju miedzianej skóry możemy również przekopać się przez funkcję oprogramowania
2. Jeśli pin komponentu jest pokryty miedzią i całkowicie połączony, spowoduje to zbyt szybką utratę ciepła, co utrudni spawanie i naprawy, dlatego zwykle stosujemy metodę układania miedzi poprzez połączenie krzyżowe dla komponentów łatkowych.
W związku z tym analiza tego, czy powierzchnia jest pokryta miedzią, prowadzi do następujących wniosków:
1. Projekt PCB dla dwóch warstw płytki, powłoka miedziana jest bardzo konieczna, zwykle na dolnej warstwie, górnej warstwie głównego urządzenia oraz przy linii zasilającej i linii sygnałowej.
2. W przypadku obwodów o wysokiej impedancji, obwodów analogowych (obwodów konwersji analogowo-cyfrowej, obwodów konwersji zasilania impulsowego) dobrą praktyką jest powlekanie miedzią.
3. Należy pamiętać, że w przypadku szybkich obwodów cyfrowych na płytkach wielowarstwowych z kompletnym zasilaniem i płaszczyzną uziemienia odnosi się to do szybkich obwodów cyfrowych, a powłoka miedziana w warstwie zewnętrznej nie przyniesie większych korzyści.
4. W przypadku stosowania cyfrowych obwodów na płytkach wielowarstwowych, warstwa wewnętrzna posiada kompletne zasilanie, płaszczyznę uziemienia, powłoka miedziana na powierzchni nie może znacząco zmniejszyć przesłuchu, ale zbytnie zbliżenie się do miedzi zmieni impedancję linii transmisyjnej mikropaskowej, nieciągła miedź będzie miała również negatywny wpływ na nieciągłość impedancji linii transmisyjnej.
5. W przypadku płytek wielowarstwowych, gdzie odległość między linią mikropaskową a płaszczyzną odniesienia wynosi <10 mil, ścieżka powrotna sygnału jest wybierana bezpośrednio do płaszczyzny odniesienia znajdującej się poniżej linii sygnału, a nie do otaczającej ją miedzianej blachy, ze względu na jej niższą impedancję. W przypadku płytek dwuwarstwowych z odległością 60 mil między linią sygnału a płaszczyzną odniesienia, kompletna miedziana osłona wzdłuż całej ścieżki linii sygnału może znacznie zmniejszyć szum.
6. W przypadku płytek wielowarstwowych, jeśli jest więcej urządzeń powierzchniowych i okablowania, nie nakładaj miedzi, aby uniknąć nadmiernej ilości pękniętej miedzi. Jeśli elementów powierzchniowych i sygnałów dużej prędkości jest mniej, płytka jest stosunkowo pusta, aby spełnić wymagania dotyczące przetwarzania PCB, możesz wybrać położenie miedzi na powierzchni, ale zwróć uwagę na projekt PCB między miedzią a linią sygnału dużej prędkości co najmniej 4 W lub więcej, aby uniknąć zmiany impedancji charakterystycznej linii sygnału.