What is PCB copper plating ?
什么是铺铜？
铺铜是将 PCB 上无布线闲置区域的空间用固体铜填充的过程。此外， PCB 铺铜还可以指 PCB 层中填充铜的区域，这些区域可以是 PCB 叠层的顶部、底部或任何内部层。铺铜可以用作接地、参考或将特定组件或电路与该层的其余元素隔离。铺铜和接地铺铜在电路板设计中有着特定的应用，其中带通孔的铺铜可用于帮助散热，而接地铺铜用于接地且不占据整个层，用作信号或电源接地或参考。
Why we need copper plating in PCB design ?
铺铜在 PCB 设计中有着极其重要的作用，其优缺点如下：
- 对于数字电路
- 减小地线阻抗： 由于存在着大量的尖峰脉冲电流，所以需要进行大量铺铜来降低地线的阻抗。
- 降低压降：因为大面积的铺铜降低了阻抗，从而降低了压降，提高了电源效率。
- 提供完整回流路径： 在高频电路中，铺铜可以为高频数字信号提供一个完整的回流路径，并减少直流网络的布线，提高了信号传输的稳定性和质量。
- 提高散热能力： 金属铜具有很好的导热性，大面积的铺铜增加了 PCB 板的金属面基，从而增大了整体的散热面积，有助于均匀分布热量，防止局部高温，提高整个 PCB 板的散热能力，
- 对于模拟电路
- 减少噪声： 铺铜可以减少模拟电路中的噪声信号，提高电路的质量和稳定性。
- 过度铺铜导致环路干扰： 铺铜所形成的地线环路反而可能会导致电磁耦合，特别是在高频电路中会产生较强的信号干扰。
- 影响信号采集：在天线周围区域铺铜，容易影响天线的信号强度，使得信号采集收到干扰，影响电路的性能。
- 提高电磁兼容性： 同时，大面积的地或电源铺铜也会会起到屏蔽作用，对于特殊的地如PGND，可以起到防护作用，从而提高了电磁兼容性。
一般情况下，铺铜有几个方面的原因：
- EMC 要求： 对于地或电源进行大面积的铺铜，起到屏蔽作用，有些特殊地，如 PGND 起到防护作用；
- 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。
- 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。
- 散热要求： 某些原件的发热较为严重，采用铺铜的方式增加散热面积和散热速度。
此外：
- 铺铜和地线相连，这样可以减小回路面积。
- 铺铜相当于降低了地线的电阻、减小了压降，所以不管是数字地，或模拟地理论上都应该铺铜以增加抗干扰的能力。
- 高频情况下，应该把数字地和模拟地分开来铺铜，并采用单点相连，该点可用导线在磁环上绕几圈后连接。
- 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。
About mesh copper plating and solid copper plating
从 PCB 加工的角度来说，大规模生产时大面积铺铜的可生产性高于网格铺铜；从焊接工艺上来讲，如果过波峰焊时，大面积覆铜，板子就可能会翘屈，绿油甚至会起泡。所以网格的散热性在此时的要好些；从 EMC 的角度讲，通常是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。
- 对于信号屏蔽性
- 大面积铺铜使用了更多的铜料，覆盖了整个区域，阻挡电磁波的进入以及传播，在低频和静态电路中可以起到很好的屏蔽效果。
- 网格铺铜在铜料使用上比大面积普通少一些，通常留有空隙，这使得部分电磁波穿过或者通过了空隙，因此对于高频电路来说屏蔽效果较差，但因为其铜料使用少，所以在成本以及重量上有较大优势。
- 对于散热
- 大面积普通的散热效果更好，其大面积的铜可以提供连续的导热路径和高质量的导热性能，使得热量可以在整个铺铜的区域均匀地分布，大大降低元件的工作温度。但其过快的散热可能会对 PCB 返厂或维修时的焊接造成影响。
- 网格铺铜也有一定的散热效果，但因为存在空隙，所以散热相对较差，但成本较低同时重量也较轻。
总之，在铺铜的方式选择时，要根据成本、重量和铺铜需要达到的性能要求综合来决定。