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    PCB设计软件allegro蓝牙音箱案例实操讲解，以蓝牙音箱为案例将PCB设计基础知识融进实际案例中，通过操作过程讲解PCB设计软件功能及实用经验技巧，本次课程将通过对静态铜箔和动态铜箔的设计的讲解，学习PCB铜皮设置。

   本期学习重点：

1. 静态铜箔的操作用法

2. 动态铜箔的操作用法

3. 静态与动态铜箔的区分

   本期学习难点：

1. 静态铜箔的操作用法

2. 动态铜箔的操作用法

    一、铜箔（shape）的操作用法

1. 绘制铜皮时工具栏较常用命令如图示，红框内为常用命令。

2. 菜单工具栏介绍：

3. 铜箔（shape）的操作用法如下：绘制铜皮-- 选择铜皮--避让，清除drc-- 对应掏空铜皮-- 优化铜皮边缘--删除孤岛铜皮。

4. 铜箔（shape）的具体操作步骤：

    铜皮常用的三种类型如分别是：动态铜箔、静态铜箔及网格铜箔。

    点击“绘制铜皮”命令，在控制面板出现如图界面，选择静态及层面

    然后将铜皮沿焊盘绘制好，注意铜皮与焊盘一样宽，防止阻焊露铜（即在焊盘周围开阻焊窗的地方有铜皮，附着力不强容易产生铜屑，污染板面）。

    现在铜皮是空网络，在工具栏选择shape select （铜皮选择）命令，选中铜皮右键出现如右图所示界面。

    然后再选择 assign net，之后点击焊盘附上网络即可。

    接着调DRC，按工具栏中“避让”命令，左键铜皮，再点右键出现如图界面。

    选择Parameters，先确认参数设置。

    设好参数后，OK，右键铜皮选择Void All，便会避让所有DRC。

    接着选择工具栏“shape edit boundary”命令，将直角、锐角削除。

    二、动态铜箔

1. 建立动态铜箔，点击“绘制铜皮”命令，在控制面板出现如图界面，选择动态类型。

2. 铺好需要的大小，如图是动态铜箔的效果，可自动避让与本身网络不相关的VIA、同层Clines、symbols等。

    三、如何为平面层建立Shape

（一）使用Shape的菜单项为VCC电源层建立Shape

    点击Shape->Polygon命令，并在options选项中设置如下图：

    注意Assign net name我们设置新建的Shape的网络名为Vcc，并且为静态的Static solid，然后在pcb里面沿着边缘绘制出需要的Shape形状。

（二）使用Z-copy命令为GND地层建立Shape

    在Edit-Z-Copy命令，修改options界面如下图，然后点击刚才设置的VCC的Shape创建完毕。

    选择Shape菜单中的Select Shape or Void，然后用鼠标选中刚才创建的shape，并右键选中Assign Net为复制成的GND Shape创建网络名，具体的如图。

    以上便是PCB设计软件allegro中静态铜箔和动态铜箔的设计的讲解，我们将持续更新案例式教学内容。

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    许多大型半导体公司以标准件来出售器件，制造厂商与终端应用之间并没有接触。这种情况下，我们只能使用一些通用指导原则，来帮助实现一款较好的 IC 和系统无源散热解决方案。

    普通半导体封装类型为裸焊盘或者 PowerPADTM 式封装。在这些封装中，芯片被贴装在一个被称作芯片焊盘的金属片上。这种芯片焊盘在芯片加工过程中对芯片起支撑作用，同时也是器件散热的良好热通路。当封装的裸焊盘被焊接到 PCB 后，热量能够迅速地从封装中散发出来，然后进入到 PCB 中。之后，通过各 PCB 层将热散发出去，进入到周围的空气中。裸焊盘式封装一般可以传导约 80% 的热量，这些热通过封装底部进入到 PCB.剩余 20% 的热通过器件导线和封装各个面散发出去。只有不到 1% 的热量通过封装**部散发。就这些裸焊盘式封装而言，良好的 PCB 散热设计对于确保一定的器件性能至关重要。

    如何利用PCB进行IC封装散热？

    可以提高热性能的 PCB 设计**个方面便是 PCB 器件布局。只要是有可能，PCB 上的高功耗组件都应彼此隔开。这种高功耗组件之间的物理间隔，可让每个高功耗组件周围的 PCB 面积较大化，从而有助于实现更好的热传导。应注意将 PCB 上的温度敏感型组件与高功耗组件隔离开。在任何可能的情况下，高功耗组件的安装位置都应远离 PCB 拐角。更为中间的 PCB 位置，可以较大化高功耗组件周围的板面积，从而帮助散热。图 2 显示了两个完全相同的半导体器件：组件 A 和 B.组件A 位于 PCB 的拐角处，有一个比组件 B 高 5% 的芯片结温，因为组件 B 的位置更靠中间一些。由于用于散热的组件周围板面积更小，因此组件 A 的拐角位置的散热受到限制。

    如何利用PCB进行IC封装散热？

    *二个方面是PCB的结构，其对 PCB 设计热性能较具决定性影响的一个方面。一般原则是：PCB 的铜越多，系统组件的热性能也就越高。半导体器件的理想散热情况是芯片贴装在一大块液冷铜上。对大多数应用而言，这种贴装方法并不切实际，因此我们只能对 PCB 进行其他一些改动来提高散热性能。对于今天的大多数应用而言，系统总体积不断缩小，对散热性能产生了不利的影响。更大的 PCB，其可用于热传导的面积也就越大，同时也拥有更大灵活性，可在各高功耗组件之间留有足够的空间。

    在任何可能的情况下，都要较大化 PCB 铜接地层的数量和厚度。接地层铜的重量一般较大，它是整个 PCB 散热的较好热通路。对于各层的安排布线，也会增加用于热传导的铜的总比重。但是，这种布线通常是电热隔离进行的，从而限制其作为潜在散热层的作用。对器件接地层的布线，应在电方面尽可能地与许多接地层一样，这样便可帮助较大化热传导。位于半导体器件下方 PCB 上的散热通孔，帮助热量进入到 PCB 的各隐埋层，并传导至电路板的背部。

    对提高散热性能来说，PCB 的**层和底层是“黄金地段”。使用更宽的导线，在远离高功耗器件的地方布线，可以为散热提供热通路。**导热板是 PCB 散热的一种较好方法。导热板一般位于 PCB 的**部或者背部，并通过直接铜连接或者热通孔，热连接至器件。内联封装的情况下（仅两侧有引线的封装），这种导热板可以位于 PCB 的**部，形状像一根“狗骨头”（中间与封装一样窄小，远离封装的地方连接铜面积较大，中间小两端大）。四侧封装的情况下（四侧都有引线），导热板必须位于 PCB 背部或者进入 PCB 内。

    如何利用PCB进行IC封装散热？

    增加导热板尺寸是提高 PowerPAD 式封装热性能的一种较好方法。不同的导热板尺寸对热性能有较大的影响。以表格形式提供的产品数据表单一般会列举出这些尺寸信息。但是，要对定制 PCB 增加的铜所产生影响进行量化，是一件很困难的事情。利用一些在线计算器，用户可以选择某个器件，然后改变铜垫尺寸的大小，便可以估算出其对非 JEDEC PCB 散热性能的影响。这些计算工具，**表明了 PCB 设计对散热性能的影响程度。对四侧封装而言，**部焊盘的面积刚好小于器件的裸焊盘面积，在此情况下，隐埋或者背部层是实现更好冷却的首先方法。对于双列直插式封装来说，我们可以使用“狗骨头”式焊盘样式来散热。

    最后，更大 PCB 的系统也可以用于冷却。螺丝散热连接至导热板和接地层的情况下，用于安装 PCB 的一些螺丝也可以成为通向系统底座的有效热通路。考虑到导热效果和成本，螺丝数量应为达到收益递减点的较大值。在连接至导热板以后，金属 PCB 加强板拥有更多的冷却面积。对于一些 PCB 罩有外壳的应用来说，型控焊补材料拥有比风冷外壳更高的热性能。诸如风扇和散热片等冷却解决方案，也是系统冷却的常用方法，但其通常会要求更多的空间，或者需要修改设计来优化冷却效果。