구리 코팅은 PCB 설계에서 중요한 부분입니다. 국내 PCB 설계 소프트웨어든 해외 Protel이든 PowerPCB는 지능형 구리 코팅 기능을 제공합니다. 그렇다면 구리를 어떻게 도포할 수 있을까요?
소위 구리 주입(copper pour)은 PCB의 사용되지 않는 공간을 기준면으로 삼아 솔리드 구리로 채우는 것입니다. 이러한 구리 영역을 구리 충진(copper filling)이라고도 합니다. 구리 코팅의 중요성은 접지선의 임피던스를 줄이고 간섭 방지 성능을 향상시키며, 전압 강하를 줄이고 전원 공급 장치의 효율을 높이는 것입니다. 또한 접지선과 연결하면 루프 면적을 줄일 수 있습니다.
대부분의 PCB 제조업체는 납땜 중 PCB의 변형을 최소화하기 위해 PCB 설계자에게 PCB의 빈 공간을 구리선이나 격자형 접지선으로 채우도록 요구합니다. 구리 코팅을 잘못 처리하면 얻는 이익이 손실을 상쇄할 만큼 크지 않습니다. 구리 코팅은 "단점보다 장점이 더 많은가", 아니면 "장점보다 단점이 더 많은가"?
인쇄 회로 기판 배선의 분산 정전용량이 고주파에서 작동한다는 것은 누구나 알고 있습니다. 길이가 잡음 주파수 파장의 1/20보다 길면 안테나 효과가 발생하여 배선을 통해 잡음이 방출됩니다. PCB에 접지가 불량한 구리선이 있으면 구리선이 잡음 전파 도구가 됩니다. 따라서 고주파 회로에서는 접지선이 접지에 연결되어 있다고 생각하지 마십시오. 이것이 "접지선"이며 λ/20보다 작아야 합니다. 다층 기판의 접지면과 "양호한 접지"를 이루도록 배선에 구멍을 뚫으십시오. 구리 코팅을 적절하게 처리하면 구리 코팅은 전류를 증가시킬 뿐만 아니라 간섭을 차폐하는 이중 역할도 합니다.
일반적으로 구리 코팅에는 대면적 구리 코팅과 그리드 구리의 두 가지 기본 방법이 있습니다. 대면적 구리 코팅이 그리드 구리 코팅보다 더 나은지에 대한 질문이 자주 제기됩니다. 일반화하는 것은 좋지 않습니다. 왜일까요? 대면적 구리 코팅은 전류 증가와 차폐의 두 가지 기능을 합니다. 그러나 웨이브 솔더링에 대면적 구리 코팅을 사용하면 기판이 들뜨고 심지어 기포가 발생할 수 있습니다. 따라서 대면적 구리 코팅의 경우 일반적으로 구리 호일의 기포를 완화하기 위해 여러 개의 홈을 냅니다. 순수 구리 도금 그리드는 주로 차폐에 사용되며 전류 증가 효과는 감소합니다. 방열 관점에서 그리드는 좋으며(구리의 발열 표면을 줄임) 전자기 차폐에 어느 정도 역할을 합니다. 그러나 그리드는 엇갈린 방향으로 트레이스로 구성되어 있다는 점을 지적해야 합니다. 회로의 경우, 트레이스 폭은 회로 기판의 작동 주파수에 해당하는 "전기적 길이"를 갖는다는 것을 알고 있습니다(실제 크기는 작동 주파수에 해당하는 디지털 주파수로 나눕니다. 자세한 내용은 관련 서적을 참조하십시오). 작동 주파수가 높지 않으면 그리드 선의 부작용이 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 전기적 길이가 작동 주파수와 일치하면 매우 심각해질 것입니다. 회로가 제대로 작동하지 않고 시스템 작동을 방해하는 신호가 사방으로 전송되고 있는 것으로 확인되었습니다. 따라서 그리드를 사용하는 동료에게 제안하고 싶은 것은 설계된 회로 기판의 작동 조건에 따라 선택하고 한 가지에 집착하지 않는 것입니다. 따라서 고주파 회로는 간섭 방지를 위한 다목적 그리드에 대한 요구 사항이 높으며, 저주파 회로, 대전류 회로 등은 일반적으로 완전 구리로 사용됩니다.
구리 주입에서 원하는 효과를 얻기 위해서는 다음과 같은 문제에 주의해야 합니다.
1. PCB에 SGND, AGND, GND 등 여러 접지가 있는 경우, PCB 보드의 위치에 따라 주요 "접지"를 기준으로 구리를 독립적으로 배선해야 합니다. 디지털 접지와 아날로그 접지는 구리 배선과 분리되어 있습니다. 동시에 구리 배선 전에 5.0V, 3.3V 등 해당 전원 연결을 먼저 두껍게 연결하여 다양한 모양의 여러 다각형 구조를 형성합니다.
2. 서로 다른 접지에 단일 지점을 연결하는 경우, 이 방법은 0옴 저항기, 자기 비드 또는 인덕턴스를 통해 연결하는 것입니다.
3. 수정 발진기 근처에 구리 도금을 합니다. 회로 내 수정 발진기는 고주파 방출원입니다. 수정 발진기를 구리 도금으로 둘러싼 후, 수정 발진기 외피를 별도로 접지하는 방법이 있습니다.
4. 섬(데드존) 문제, 너무 크다고 생각되면 그라운드를 정의하고 추가하는 데 비용이 많이 들지 않습니다.
5. 배선 시작 시 접지선은 동일하게 처리해야 합니다. 배선 시 접지선을 잘 연결해야 합니다. 비아를 추가하여 접지 핀을 추가할 수 없습니다. 이는 매우 좋지 않습니다.
6. 보드에 날카로운 모서리(180도 이하)를 두지 않는 것이 좋습니다. 전자기학적인 관점에서 볼 때 이는 송신 안테나와 같기 때문입니다! 크든 작든 항상 다른 곳에 영향을 미칩니다. 아크의 가장자리를 사용하는 것이 좋습니다.
7. 다층 기판 중간층의 빈 공간에 구리를 붓지 마십시오. 이 구리를 "양호한 접지" 상태로 만드는 것이 어렵기 때문입니다.
8. 장비 내부의 금속(금속 라디에이터, 금속 보강 스트립 등)은 반드시 "양호한 접지"가 되어야 합니다.
9. 3단자 레귤레이터의 방열 금속 블록은 반드시 접지되어야 합니다. 수정 발진기 근처의 접지 절연 스트립도 반드시 접지되어야 합니다. 간단히 말해, PCB 구리선의 접지 문제를 해결한다면 "장점이 단점보다 훨씬 큽니다". 신호선의 반사 면적을 줄이고 신호의 외부 전자기 간섭을 줄일 수 있습니다.