Allegro学习笔记之2——覆铜
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Allegro学习笔记之2——覆铜所谓覆铜，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：1)减小地线阻抗，提高抗干扰能力；2)降低压降，提高电源效率；3)与地线相连，还可以减小环路面积。
4)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。
不过敷铜如果处理的不当，那将得不赏失这是一个实测的案例，测量结果是利用EMSCAN 电磁干扰扫描系统( )获得的，EMSCAN 能使我们实时看清电磁场的分布。
在一块多层PCB 上，工程师把PCB 的周围敷上了一圈铜，如图1 所示。
在这个敷铜的处理上，工程师仅在铜皮的开始部分放置了几个过孔，把这个铜皮连接到了地层上，其他地方没有打过孔。
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。
从上面这个实际测量的结果来看，PCB 上存在一个22.894MHz 的干扰源，而敷设的铜皮对这个信号很敏感，作为“接收天线”接收到了这个信号，同时，该铜皮又作为“发射天线”向外部发射很强的电磁干扰信号。
我们知道，频率与波长的关系为f＝C/λ。
式中f 为频率，单位为Hz，λ为波长，单位为m，C 为光速，等于3×108 米/秒对于22.894MHz 的信号，其波长λ为：3×108/22.894M=13 米。
λ/20为65cm。
本PCB 的敷铜太长，超过了65cm，从而导致产生天线效应。
目前，我们的PCB 中，普遍采用了上升沿小于1ns 的芯片。
假设芯片的上升沿为1ns，其产生的电磁干扰的频率会高达fknee = 0.5/Tr ＝500MHz。
对于500MHz 的信号，其波长为60cm，λ/20=3cm。
也就是说，PCB上3cm 长的布线，就可能形成“天线”。
所以，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”。
注意问题：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：✍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。
✍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；✍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。
✍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。
✍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*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。
✍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。
✍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”✍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”。
✍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。
大面积的敷铜(实心覆铜)和网格铜哪个好？45度网格覆铜90度网格覆铜实心覆铜在ProtelDXP中，只要Track Width>=Grid Size为实心覆铜；Track Width<Grid Size为网格覆铜实心覆铜优点：具备了加大电流和屏蔽双重作用缺点：如果过波峰焊时，板子就可能会翘起来，甚至会起泡。
解决办法：一般也会开几个槽,缓解铜箔起泡网格覆铜优点：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。
缺点：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。
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。
建议：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。
(低频频率为30~300kHz，中频频率为300~3000kHz，高频频率为3~30MHz，频率范围在30~300MHz的为甚高频，在300~1000MHz的为特高频。
相对于低频信号，高频信号变化非常快、有突变；低频信号变化缓慢、波形平滑。
）在Allegro中覆铜动态覆铜(Static)和静态覆铜(Dynamic)所谓动态就是能自动避让元件或者过孔；所谓静态就是要手动避让。
铺铜的主要步骤是建立Shape.一、用Shape覆铜我们先学习一下如何建立Shape,可以在菜单栏上看到ShapeShape菜单详解动态覆铜在Top层覆铜覆铜区域的绘制可以通过Shape——Polygon(绘制多边形，包括圆弧)Shape——Rectangular（绘制矩形）Shape——Circular（绘制圆）在选择这三个命令时要对Option栏进行设置。
Class:因为是进行同批区域的设置，所以必须设置为EtchSubclass:需要进行覆铜的布线层(通常为TOP和BOTTOM层)Shape Fill Type:选择需要覆铜的类型✍Dynamic copper（动态覆铜）✍Static Solid（静态实铜）✍Static Crasshatch（静态网格状覆铜）✍Unfilled（不填充）适用于绘制board outline,package geometry,room等，不能用于EtchDefer performing dynamic fill:不立即进行覆铜。
这样生成的覆铜区域将只保留边界而不会进行填充。
Assign net name:铜皮所属网络。
点击右边的按钮，可以从网络列表中选取。
一般都将铜皮连到电源或地网络。
Shape grid:栅格设置。
一般的说覆铜用的栅格可以比布线用的栅格粗糙。
Segment Type:设置shape——Polygon命令走线时的拐角。
覆铜区域绘制完后，Allegro立刻按照有关的参数设置进行覆铜。
按照上图设置(Shape Fill Type选择Dynamic copper)对TOP层进行动态覆铜。
覆铜前动态覆铜后Shape Fill Type选择Static Solid，对TOP层进行静态覆铜(实心铜皮)。
静态覆铜Static Solid可以看出，动态覆铜(Dynamic copper)对过孔自动避让，而静态实铜(Static Solid)对过孔不避让，这回出现错误。
两种都统类型Dynamic copper和Static Solid都是覆实心铜，如果要覆空心铜的话，Shape Fill Type Static Crasshatch（静态网格状覆铜），此时可以对网格覆铜的线宽和间距进行设置。
在Allegroz中选择Shape——Global Dynamic Params…，打开如下图所示对话框。
Shape Fill页用于设置铜皮的填充方式Dynamic Fill:动态填充✍Smooth 自动填充，避让并对所有的动态铜皮进行DRC检查，并产生具有光绘质量的输出✍Rough 可以观察铜皮的连接情况，而没有对铜皮的边沿及导热连接进行光滑。
不进行具有光绘质量的输出。
在需要的情况通过DyawingOption对话框中的Updata to Smooth 生成最后的铜皮。
在Create Artwork是会出现下面错误提示✍Disabled 先不进行自动填充和避让操作，在需要的时候通过Drawing Option对话框中的Updata to Smooth生成最后铜皮Xhatch style选择铜皮的填充模式(对于Static Crasshatch)Hatch Set 设置网格的线宽和间距Line with填充连线的线宽，必须小于或者等于Border width指定的线宽。
Spacing 填充连线的中心到中心的间距。
Angle 交叉填充线之间的夹角。
Origin X,Y 设置填充线的坐标原点。
Border width 铜皮边界的线宽，必须大于或者等于Line width.Thermal relief connects选项卡其中Use fixed thermal width of:设置覆铜与过孔、导线的安全距离。
二、使用Z-copy命令为GND地层建立Shape选择Shape菜单中的Select Shape or Void，然后用鼠标选中刚才在TOP 层的覆铜，再点击Edit-Z-Copy。
Option设置如下其中Subclass选上要填充的层，这样，顶层的铜皮就会复制一份形状一样的到底层了。
删除死铜Shape——Delete Island或在执行Command>island_delete在设计图上覆铜区域点击，点击到死铜的话就会被删除，点击连接到NET的，不会删除。
选中覆铜如果要修改覆铜的连接NET或修改覆铜的大小形状。
可选择Shape——Select Shape or VoidOption与Shape——Polygon(绘制多边形，包括圆弧)时是一样的可以修改覆铜的大小形状删除覆铜Delete或在菜单栏选择，Find面板中选择Shape，在PCB设计区选中要删除的覆铜，这样覆铜就会被删除掉。
有人说加大敷铜可以加大散热面，其实，对于此我不以为然。
我说过铜是一种散热吸热快的金属，如果加大散热面要靠加大敷铜的面积的话，那就没有必要给很多的器件加热片了，我想大家对于计算机都颇有心得，一定攒过电脑，大家知道主板可别是cup等器件要用散热片，其实对于散热问题的考虑，我个人觉得和那里的道理是一样的，我就布罗嗦了。
补充一点，把敷铜作为散热片是不合适的，岂不想金属的电阻率是随着温度的升高而升高的，我们把铜面积做大就是为了减小阻抗，如一散热器不是得不得不偿失。
使用网格自然有它的好处，但也不是说网格就一定比敷铜好。
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，可以说不能再糟糕了！！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。
