PCB铺铜之填充铜与网格铜选择

​PCB填充铜（Solid Copper）和网格铜（Hatched Copper）是两种核心铺铜方式，它们在电气性能、热管理、成本控制等方面存在显著差异。工程师需要根据具体场景灵活选择，才能平衡设计与制造需求。

电气性能对比：电流与频率

填充铜提供连续的导电层。这种结构让电流流通阻力很小，电压损失也很低。因此填充铜特别适合大电流电路，比如电源模块或电机驱动板。同时，它像一层金属防护罩，能阻隔外部电磁干扰，对提升电磁兼容性（EMC）效果显著。

网格铜的结构是由铜线交织成网。网线之间的空隙增加了电阻，导致电压损失变大。但它在高频电路中表现更好。网格结构能降低涡流效应，减少信号反射。在5G通信或毫米波雷达等超高频设计中，工程师常选择网格铜来优化屏蔽效果。

热管理与机械强度谁好？

填充铜的散热能力很强。整块铜层能均匀分散热量，避免局部过热。但连续铜层也带来问题：温度变化时，铜层热胀冷缩幅度大，容易引起电路板翘曲，甚至导致焊接点开裂。

网格铜的结构更抗变形。铜线之间的空隙为热膨胀留出缓冲空间，降低了板子弯曲的风险。在需要严格控温的工控设备或汽车电子中，网格铜能兼顾散热与结构稳定。

从工艺制造角度来看——

填充铜的工艺更简单。制造商只需控制铜厚和蚀刻均匀性，适合大批量生产。例如消费电子产品常用1oz填充铜，单板成本可降低15%。

网格铜的制造要求更高。网格的线宽、间距必须精确控制，否则会出现阻抗波动。生产0.1mm线宽的网格铜需要激光直接成像工艺，成本比填充铜高20%左右。

 

设计灵活性谁更好？

填充铜需要规避“电气陷阱”。工程师必须仔细检查铜层连通性，避免形成孤立铜岛（死铜）。这些孤立铜区在高频电路中会像天线一样辐射干扰。

网格铜支持动态调整。设计者能自由改变网格密度。比如在射频区域采用细密网格（线宽0.1mm），在普通区域使用稀疏网格（线宽0.3mm）。但高频信号路径仍需仿真验证，避免阻抗突变。

实战场景：

1. 大功率电源模块：优先选填充铜

   • 例如48V伺服驱动器，用2oz填充铜降低阻抗，电流承载能力提升40%。

   • 避开散热敏感区开槽，缓解热变形。

2. 5G通信板：推荐网格铜

   • 28GHz频段采用蜂窝状网格，辐射干扰降低12dB。

   • 结合接地过孔阵列，优化信号回流路径。

3. 混合电路板：分区组合使用

   • 数字电路区用填充铜确保地平面完整。

   • 射频模块周边改用网格铜，避免天线性能劣化。

六、设计避坑之处，你必须知道

1. 死铜清理：软件中开启“移除孤立铜”选项，手动删除细碎铜皮。

2. 热隔离处理：大功率MOSFET下方挖空铜层，填充导热硅胶。

3. 阻抗补偿：网格铜线宽增加10%，抵消蚀刻导致的阻抗上升。

案例对比：
某工业控制器升级时，将填充铜改为混合铺铜：

• 电源区保留2oz填充铜，电压纹波从120mV降至50mV。

• CPU高频区改用网格铜，信号抖动减少30%。

• 成本增量控制在5%以内。

铺铜不是简单的“全覆盖”，而是针对电路特性进行的精准资源分配。低频大电流场景中，填充铜是性价比之选；高频系统里，网格铜能破解干扰难题；混合设计则需“分而治之”。