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PCB设计中的接地问题

PCB设计中的接地问题


  最近在带新员工和逛bbs中发现一个简单但是大家观念比较模糊的问题,“PCB设计中孤立铜箔的处理”按照我师傅告诉我的说法,“这种孤立的铜箔没用,我们要用copper cutout把他去掉”,但是他也没告诉我为什么这样做。所以当初我也就稀里糊涂地把所有比较小块的孤立铜箔都cutout掉。而在论坛上看到一些人甚至主张全面的去除这些铜箔。

  这种铜箔真的一无用处吗?其实只是我们对它的处理不够恰当而已,如果将这个孤立铜皮和地平面进行良好的电气连接之后,不管从形成信号的最小地回流路径和对线路的屏蔽,它都有很大作用。

  【最小回流路径】数字电路中之所以采用大面积覆铜,多点接地。其根本目的在于减小信号的天线效应,提高设备抗干扰能力和降低板上信号对外辐射。而地网络的copper往往是信号地回流的路径,这个路径是否是最短往往决定这个信号回路的包围面积是否最小。

  【屏蔽作用】良好连接的地平面对信号线有屏蔽保护作用。这个学过物理学的应该都知道。

  但为何会有这种“去除孤立铜箔”经验呢。这可不是单单我师傅这样告诉我,在华为的PCB设计规范中说到“15) 孤立铜区控制规则:孤立铜区的出现,将带来一些不可预知的问题,因此将孤立铜区与别的信号相接,有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区接地或删除。”

  “这个不可预知的问题”据我了解有两个:

  一、孤立铜皮会加强信号之间的电场耦合,如果在铜皮的两侧有两根走线,这块中间的铜皮就相当于充当一个电容极板的角色,将信号耦合到另外一根信号线上。

  二、静电防护问题,在进行单板静电测试时,所有的铜箔都会受到静电脉冲的影响产生电位波动,这时候,这种孤立的铜箔会产生较大的电动势。从而影响到其他电路的正常工作。

  【结论】其实铜箔本身是没有错的,只是我们没有正确的处理好它。。因此我们也会看到这样一种处理方法,PCB板上有大面积铜箔的地方,每间隔一定距离就打过孔,和地平面连接在一起。这样既可以消除铜箔的不良影响,又可以将其长处利用起来。

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