电路板原材料的PCB基板-覆铜板

1. 电路板原材料的PCB基板-覆铜板

覆铜板在PCB生产中真正被规模地采用，最早于1947年出现在美国PCB业。PCB基板材料业为此也进入了它的初期发展的阶段。在此阶段内，基板材料制造所用的原材料——有机树脂、增强材料、铜箔等的制造技术进步，对基板材料业的进展予以强大的推动力。正因如此，基板材料制造技术开始一步步走向成熟。集成电路的发明与应用，电子产品的小型化、高性能化，将PCB基板材料技术推上了高性能化发展的轨道。PCB产品在世界市场上需求的迅速扩大，使 PCB基板材料产品的产量、品种、技术，都得到了高速的发展。此阶段基板材料应用，出现了一个广阔的新领域——多层印制电路板。同时，此阶段基板材料在结构组成方面，更加发展了它的多样化。20世纪80年代末，以笔记本电脑、移动电话、摄录一体的小型摄像机为代表的携带型电子产品开始进入市场。这些电子产品，迅速朝着小型化、轻量化、多功能化方向发展，极大地推动了PCB向着微细孔、微细导线化的进展。在上述PCB市场需求变化下，可实现高密度布线的新一代多层板——积层多层板(简称BUM)于20世纪90年代问世。这一重要技术的突破，也使得基板材料业迈入了一个高密度互连(HDI)多层板用基板材料为主导的发展新阶段。在这个新阶段中，传统的覆铜板技术受到新的挑战。 PCB基板材料无论是在制造材料、生产品种、基材的组织结构、性能特性上，还是在产品的功能上，都有了新的变化、新的创造。

2. 覆铜板的介绍

覆铜板-----又名基材 。将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。 它是做PCB的基本材料，常叫基材。 当它用于多层板生产时，也叫芯板（CORE）

3. 覆铜板的分类

a、按覆铜板的机械刚性分为刚性覆铜板和挠性覆铜板；b、按覆铜板的绝缘材料、结构分为有机树脂类覆铜板、金属基覆铜板、陶瓷基覆铜板；c、按覆铜板的厚度分为厚板（板厚范围在0.8～3.2mm（含Cu））、薄板（板厚范围小于0.78mm（不含Cu））；d、按覆铜板的增强材料划分为玻璃布基覆铜板、纸基覆铜板、复合基覆铜板（CME-1、CME-2）。e、按照阻燃等级划分为阻燃板与非阻燃板。f、按覆铜板的某些性能划分为高Tg板（Tg≥170℃）、高介电性能板、高CTI板（CTI≥600V）、环保型覆铜板（无卤、无锑）、紫外光遮蔽型覆铜板。

4. 覆铜板的分类

市场上供应的覆铜板，从基材考虑，主要可分以下几类：纸基板玻纤布基板合成纤维布基板无纺布基板复合基板其它所谓基材，是指纸或玻纤布等增强材料。若按形状分类，可分成以下4种。覆铜板屏蔽板多层板用材料特殊基板上述4种板材，分别说明如下。覆铜板，是指纸和玻纤布等基材，浸以树脂，制成粘结片(胶纸和胶布)，由数张粘结片组合后，单面或双面配上铜箔，经热压固化，制成的板状产品。屏蔽板，是指内层具有屏蔽层或图形线路的覆铜板。只要加工制作两面的线路，即可成多层线路板。又称“带屏蔽层的覆铜板”。多层板用材料，是指用于制作多层线路板的覆铜板和粘结片(胶布)。还包括积层法多层板用的涂树脂铜箔(RCC)。所谓多层板，是指包括两个表面和内部的、具有数层图形线路的线路板。特殊基板，是指加成法用层压板、金属芯基板等，不归入上述几类板材的特殊板。金属芯基板，也包括涂树脂基板(FBC等)。覆铜板的结构和材料(树脂、基材)，见表1。

5. PCB中铺铜作用的分析

一、铺铜的原因：
  
 1.EMC，对于大面积的地或电源铺铜，会起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防护作用。
  
 2.pcb工艺要求，一般为了保证电镀效果，或者层压不变形，对于布线较少的pcb板层铺铜。
  
 3.信号完整性要求，给高频数字信号一个完整的回流路径，并减少直流网络的布线。当然还有散热，特殊器件安装要求铺铜等等原因。
  
 二、铺铜的好处：
  
 铺铜大的好处是降低地线阻抗(所谓抗干扰也有很大一部分是地线阻抗降低带来的)数字电路中存在大量尖峰脉冲电流，因此降低地线阻抗显得更有必要一些，普遍认为对于全由数字器件组成的电路应该大面积铺地，而对于模拟电路，铺铜所形成的地线环路反而会引起电磁耦合干扰得不偿失(高频电路例外)。因此，并不是是个电路都要普铜的（BTW：网状铺铜比整块整块的铺性能要好）
  
 三、铺铜的意义在于：
  
 1.铺铜和地线相连，这样可以减小回路面积。
  
 2.大面积的铺铜相当于降低了地线的电阻，减小了压降从这两点上来说，不管是数字地，或模拟地都应该铺铜以增加抗干扰的能力，而且在高频的时候还应该把数字地和模拟地分开来铺铜，然后用单点相连，该单点可以用导线在一个磁环上绕几圈，然后相连。不过如果频率不算太高的话，或者仪器的工作条件不恶劣的话，可以相对放宽些。晶振在电路中可以算做一个高频发射源，你可以在周围铺铜，然后将晶振的外壳接地，这样会好一点。
  
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6. PCB板子共地覆铜有什么好处?

敷铜作为PCB设计的一个重要环节,不管是国产的青越锋PCB设计软件,还国外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能敷铜功能,那么怎样才能敷好铜,我将自己一些想法与大家一起分享,希望能给同行带来益处.
  所谓覆铜,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.敷铜的意义在于,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,还可以减小环路面积.也出于让PCB 焊接时尽可能不变形的目的,大部分PCB 生产厂家也会要求PCB 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线,敷铜如果处理的不当,那将得不赏失,究竟敷铜是“利大于弊”还是“弊大于利”?
  大家都知道在高频情况下,印刷电路板上的布线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时,就会产生天线效应,噪声就会通过布线向外发射,如果在PCB 中存在不良接地的敷铜话,敷铜就成了传播噪音的工具,因此,在高频电路中,千万不要认为,把地线的某个地方接了地,这就是“地线”,一定要以小于λ/20 的间距,在布线上打过孔,与多层板的地平面“良好接地”.如果把敷铜处理恰当了,敷铜不仅具有加大电流,还起了屏蔽干扰的双重作用.
  敷铜一般有两种基本的方式,就是大面积的敷铜和网格铜,经常也有人问到,大面积覆铜好还是网格覆铜好,不好一概而论.为什么呢?大面积敷铜,具备了加大电流和屏蔽双重作用,但是大面积覆铜,如果过波峰焊时,板子就可能会翘起来,甚至会起泡.因此大面积敷铜,一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡,单纯的网格敷铜主要还是屏蔽作用,加大电流的作用被降低了,从散热的角度说,网格有好处（它降低了铜的受热面）又起到了一定的电磁屏蔽的作用.但是需要指出的是,网格是使由交错方向的走线组成的,我们知道对于电路来说,走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度“的（实际尺寸除以工作频率对应的数字频率可得,具体可见相关书籍）,当工作频率不是很高的时候,或许网格线的作用不是很明显,一旦电长度和工作频率匹配时,就非常糟糕了,你会发现电路根本就不能正常工作,到处都在发射干扰系统工作的信号.所以对于使用网格的同仁,我的建议是根据设计的电路板工作情况选择,不要死抱着一种东西不放.因此高频电路对抗干扰要求高的多用网格,低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜.
  说了这么多,那么我们在敷铜中,为了让敷铜达到我们预期的效果,那么敷铜方面需要注意那些问题：
  1．如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,就要根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和模拟地分开来敷铜自不多言,同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线：5.0V、3.3V等等,这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构.
  2．对不同地的单点连接,做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接； 
  3．晶振附近的覆铜,电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地.
  4．孤岛（死区）问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事.
  5．在开始布线时,应对地线一视同仁,走线的时候就应该把地线走好,不能依靠于覆铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚,这样的效果很不好.
  6.在板子上最好不要有尖的角出现（《=180度）,因为从电磁学的角度来讲,这就构成的一个发射天线!对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已,我建议使用圆弧的边沿线.
  7．多层板中间层的布线空旷区域,不要敷铜.因为你很难做到让这个敷铜“良好接地”
  8．设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好接地”.
  9．三端稳压器的散热金属块,一定要良好接地.晶振附近的接地隔离带,一定要良好接地.总之：PCB 上的敷铜,如果接地问题处理好了,肯定是“利大于弊”,它能减少信号线的回流面积,减小信号对外的电磁干扰.

7. PCB板子共地覆铜有什么好处？

敷铜作为PCB设计的一个重要环节，不管是国产的青越锋PCB设计软件，还国外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能敷铜功能，那么怎样才能敷好铜，我将自己一些想法与大家一起分享，希望能给同行带来益处。 

所谓覆铜，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。敷铜的意义在于，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，还可以减小环路面积。也出于让PCB 焊接时尽可能不变形的目的，大部分PCB 生产厂家也会要求PCB 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线，敷铜如果处理的不当，那将得不赏失，究竟敷铜是“利大于弊”还是“弊大于利”？  

大家都知道在高频情况下，印刷电路板上的布线的分布电容会起作用，当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时，就会产生天线效应，噪声就会通过布线向外发射，如果在PCB 中存在不良接地的敷铜话，敷铜就成了传播噪音的工具，因此，在高频电路中，千万不要认为，把地线的某个地方接了地，这就是“地线”，一定要以小于λ/20 的间距，在布线上打过孔，与多层板的地平面“良好接地”。如果把敷铜处理恰当了，敷铜不仅具有加大电流，还起了屏蔽干扰的双重作用。 

敷铜一般有两种基本的方式，就是大面积的敷铜和网格铜，经常也有人问到，大面积覆铜好还是网格覆铜好，不好一概而论。为什么呢？大面积敷铜,具备了加大电流和屏蔽双重作用，但是大面积覆铜，如果过波峰焊时，板子就可能会翘起来，甚至会起泡。因此大面积敷铜,一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡，单纯的网格敷铜主要还是屏蔽作用,加大电流的作用被降低了，从散热的角度说，网格有好处（它降低了铜的受热面）又起到了一定的电磁屏蔽的作用。但是需要指出的是，网格是使由交错方向的走线组成的，我们知道对于电路来说，走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度“的（实际尺寸除以工作频率对应的数字频率可得，具体可见相关书籍），当工作频率不是很高的时候，或许网格线的作用不是很明显，一旦电长度和工作频率匹配时，就非常糟糕了，你会发现电路根本就不能正常工作，到处都在发射干扰系统工作的信号。所以对于使用网格的同仁，我的建议是根据设计的电路板工作情况选择，不要死抱着一种东西不放。因此高频电路对抗干扰要求高的多用网格，低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。 

说了这么多，那么我们在敷铜中，为了让敷铜达到我们预期的效果，那么敷铜方面需要注意那些问题： 

1．如果PCB的地较多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根据PCB板面位置的不同，分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜，数字地和模拟地分开来敷铜自不多言，同时在覆铜之前，首先加粗相应的电源连线：5.0V、3.3V等等，这样一来，就形成了多个不同形状的多变形结构。 

2．对不同地的单点连接，做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接； 

3．晶振附近的覆铜，电路中的晶振为一高频发射源，做法是在环绕晶振敷铜，然后将晶振的外壳另行接地。 

4．孤岛（死区）问题，如果觉得很大，那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。

5．在开始布线时，应对地线一视同仁，走线的时候就应该把地线走好，不能依靠于覆铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚，这样的效果很不好。 

6.在板子上最好不要有尖的角出现（《=180度），因为从电磁学的角度来讲，这就构成的一个发射天线！对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已，我建议使用圆弧的边沿线。 

7．多层板中间层的布线空旷区域，不要敷铜。因为你很难做到让这个敷铜“良好接地”

8．设备内部的金属，例如金属散热器、金属加固条等，一定要实现“良好接地”。 

9．三端稳压器的散热金属块，一定要良好接地。 晶振附近的接地隔离带，一定要良好接地。总之：PCB 上的敷铜，如果接地问题处理好了，肯定是“利大于弊”，它能减少信号线的回流面积，减小信号对外的电磁干扰。

8. PCB板边怎么敷铜

敷铜作为PCB设计的一个重要环节，不管是国产的青越锋PCB设计软件，还国外的一些Protel,PowerPCB都提供了智能敷铜功能，那么怎样才能敷好铜，我将自己一些想法与大家一起分享，希望能给同行带来益处。 

所谓覆铜，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。敷铜的意义在于，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，还可以减小环路面积。也出于让PCB 焊接时尽可能不变形的目的，大部分PCB 生产厂家也会要求PCB 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线，敷铜如果处理的不当，那将得不赏失，究竟敷铜是“利大于弊”还是“弊大于利”？