在PCB(Printed Circuit Board)设计中,铺地是指将PCB电路板中未用于布线和安置元件的空余面积铺上接地电位的方法。也就是说,在PCB设计中,将PCB电路板的地区 surface area 几乎全部铺上接地线路,即可称之为“铺地”。
PCB铺地可以防止噪音干扰、提高信号完整性、降低阻抗等级,并能提供较好的ESD和EMI解决方案,使芯片工作正常、稳定可靠。
PCB铺地虽然重要,但是并不是面积铺满接地线路就可以了。在铺地设计时,有以下几个原则。
第一,优先将电源和信号地连接铺满,开口或孤立的地区要用填充实现接地。
第二,大尺寸的板开口,应该在开口附近的大区域铺地,并用填充连到板的其他地方。
第三,电路板铺地取分组铺设铺线段, 回路路径尽量短。
第四,对于高频电路,应该采用小面积的低电阻铺设,增强导电功能,提高回路的稳定性。
PCB铺地的作用主要有以下几个方面。
第一,改善阻抗匹配。当引脚脚距小于1/10波长时,铺地和引脚抗性阻抗相等,引脚信号和地信号把板上铜铺作环形回路,使得电端接收信号的方式改变。
第二,提供路径。对于图形复杂的电路,需要在PCB上配合铺设较大的面积接地线路,来提供足够的路径,降低电路的电位。
第三,电源信号分离。在电路板设计中,为了避免电源干扰信号,将电源和信号分离是必要的,这时就需要用地来隔离信号和电源。
虽然PCB铺地的作用非常重要,但是在实际应用中也有一些需要注意的事项。
第一,当PCB小于4层时,不需要大面积地铺设。
第二,当电路频率很低时,比如说工作频率在几十千赫兹以下时,不需要大面积地铺设。
第三,机械结构其他信号线区域根据需要铺设地线。
第四,对于特殊的阻抗(impedance)匹配,使用较广的铜铺面板厚度层或定制板。