Tôi nên làm gì trên lớp PCB gần như trống rỗng của tôi?


15

Tôi có PCB 4 lớp 3 "x3" trong đó ngăn xếp của tôi là:

Signal 1
Ground
5v Power
Signal 2

Lớp Tín hiệu 1 của tôi có một vài dấu vết mang 500 MHz trên chúng, một số ADC có độ phân giải cao và mạch vi điều khiển / usb. Tôi có các đầu nối SMA đang mang 500 MHz trên bảng. Hiện tại điều này sẽ chỉ là "không khí mở" trên một băng ghế thử nghiệm, nhưng về lâu dài sẽ kết thúc trong một trường hợp trong đó mọi thứ sẽ được chứa trong nội bộ.

Lớp Tín hiệu 2 của tôi hầu như không có gì trên đó, cụ thể là nó có các phần sau:

  • MCLR từ trình kết nối lập trình viên dài 0,1 "
  • Dữ liệu SPI và dòng Đồng hồ dài khoảng 0,1 "
  • Dấu vết điện áp âm (để cấp nguồn cho 2 op-amps) dài khoảng 2 "

Tôi cảm thấy thật lãng phí khi có quá nhiều PCB không được sử dụng. Tôi đang xem xét các lựa chọn sau:

  1. Làm đầy lớp với đường ray điện áp âm của tôi
  2. Lấp đầy lớp đất
  3. Để trống lớp

Có bất kỳ lợi ích của một trong các tùy chọn khác? Những gì thường được thực hiện trong những tình huống này?

Một số chi tiết bổ sung

Hệ thống sẽ kéo đỉnh 300 mA khỏi đường ray 5v. Trong khi đường ray -5v sẽ chỉ có tải khoảng 2 mA.


Đây có phải là sẽ được đặt bên trong một hộp tại bất kỳ điểm nào và có tín hiệu được chuyển ra khỏi hộp trên dây cáp không?
Kortuk

Không chắc nó có phù hợp không - nhưng bạn có thể sử dụng không gian dự phòng để tạo khu vực tạo mẫu giúp thiết bị của bạn dễ dàng sửa đổi / hack. Nếu điều này phù hợp tôi có thể làm cho nó một câu trả lời thích hợp
Jim

@Kortuk Câu hỏi cập nhật.
Kellenjb

@Jim có lẽ không hữu ích lắm cho dự án này. Lợi ích duy nhất tôi có thể thấy là phá vỡ một số chân PIC chưa sử dụng của mình, nhưng không muốn nếu điều đó làm tổn hại đến tính toàn vẹn tín hiệu của tôi ở nơi khác.
Kellenjb

7
Tôi nghĩ bạn nên làm những gì các nhà thiết kế của Commodore Amiga đã làm và đặt một số bản vẽ lên nó.
Majenko

Câu trả lời:


15

Những gì thường được thực hiện trong ngành trong các trường hợp này, giả sử rằng các thực tiễn điền vào mặt đất như trong các câu trả lời khác không mang lại lợi ích đáng kể, là một thứ gọi là ăn cắp .

Thief bao gồm mở rộng các lớp bên ngoài không sử dụng với mô hình hình dạng, thường là kim cương hoặc hình vuông, ngắt kết nối với nhau. Hình dạng của chúng được tránh xa các tính năng khác, chẳng hạn như lỗ, cạnh bảng hoặc dấu vết. Mục đích duy nhất của việc ăn trộm là cải thiện khả năng sản xuất bằng cách đảm bảo độ dày PCB không đổi cho bất kỳ khu vực cụ thể nào trên bảng, ví dụ, nửa inch vuông.

Không ăn cắp, các con lăn được sử dụng để ép các lớp lại với nhau sẽ không tác động nhiều đến các khu vực bị thiếu đồng, có thể dẫn đến sự phân tách (trông giống như các đốm sáng bên trong bảng).


1
Điều này khác với việc đổ đồng (không kết nối) như thế nào?
stevenvh

5
Sự khác biệt là ăn trộm là một bó đồng nhỏ không kết nối với nhau. Điều này ngăn chặn dòng điện xoáy hình thành, tạo ra nhiệt và năng lượng sinh học, và ngăn chặn một nguồn điện dung ký sinh. (. Tất cả những gì mà máy bay được gần được kết nối với nó với dung đi lạc, tạo ra một con đường xuyên âm này không phải là một vấn đề đối với một điền mặt đất vì chỉ nhìn sau như điện dung đi lạc xuống đất không có crosstalk đáng kể.)
Mike Desimone

Và mật độ đồng trung bình được thực hiện gần với mật độ đồng của khu vực mạch chung, do đó epoxy tiền preg sẽ có cùng lượng đồng và khoảng trống để chảy vào. Đồng rắn cũng "xấu" như không có đồng cho một lớp bên trong. Lớp trên cùng có thể là một khối rắn (đôi khi là lớp hàn được tạo thành lưới đóng hộp) hoặc đổ lưới nếu muốn có tấm chắn. Lưới điện có đặc tính nhiệt gần hơn với các khu vực mạch, một lợi ích trong quá trình hàn và sẽ không thu được nhiều chất hàn khi sóng đóng hộp.
KalleMP

Điểm tốt, mặc dù có thể ngăn chặn việc lấy mẫu hàn bằng cách chỉ cần che lưới hoặc hoa văn rắn bằng mặt nạ hàn. (Thành thật mà nói, nếu bạn đang thực hiện hàn sóng mà không có mặt nạ hàn, bạn không nên quá lo lắng về chất lượng. Bạn sẽ nhận được những gì bạn nhận được.)
Mike DeSimone

7

Biến dấu vết sức mạnh tiêu cực thành một cú đổ (tác động nhỏ nhưng bạn có không gian).

Thực hiện đổ đất trên phần còn lại của lớp ... NHƯNG ... sử dụng rất nhiều vias stiching để buộc nó vào mặt phẳng mặt đất bên trong. Hãy chắc chắn rằng không có đồng mồ côi. Mục tiêu của bạn là "kẹp" mặt phẳng nguồn DC ở mọi phía có thể bằng các căn cứ được khâu lại với nhau, điều này sẽ giảm thiểu trở kháng RF nối đất từ ​​nguồn cung cấp 5V để giữ sạch.

Nếu bảng lớn hơn, bạn cũng có thể sử dụng khoảng trống để rắc các tụ tách xung quanh trên lớp này buộc + 5V xuống đất. Mỗi 3/4 inch hoặc hơn trong lưới. Nếu bảng nhỏ, việc tách rời các IC có thể là đủ.

Việc đổ ở phía trên cũng không phải là một ý tưởng tồi mặc dù nó phụ thuộc vào cách bố trí.

Dưới đây là một ví dụ về những gì tôi muốn nói bằng cách sử dụng nhiều vias để ghép việc đổ xuống mặt phẳng mặt đất:

nhập mô tả hình ảnh ở đây


10
Hãy chắc chắn rằng khâu vias của bạn không quá gần nhau. Nguyên tắc thông thường là giữ chúng cách nhau ít nhất một tấm dày. Điều này là do, vì các dòng chảy trên các vias này chảy theo cùng một hướng, nên độ tự cảm lẫn nhau giữa các vias liền kề làm tăng trở kháng của các vias liên quan.
Mike DeSimone

3

Là phần lớn bo mạch của bạn HF (hàng chục MHz, hoặc thậm chí 100 MHz)? Nếu không, có lẽ bạn có thể thoát khỏi các lớp bên trong và đặt các thành phần ở cả hai bên , để bạn có thể định tuyến lưới điện trong không gian trống mà bạn có được theo cách này. Vị trí thành phần hai mặt rẻ hơn rất nhiều so với bảng 4 lớp.

chỉnh sửa
Vì dường như bạn có VHF trên đó, tôi sẽ đặt nó với các nắp tách rời và đổ một mặt phẳng thứ hai hoặc mặt phẳng nguồn. Nếu được tách riêng, đối với HF, tất cả các mặt phẳng công suất đều có cùng tiềm năng , do đó, việc bạn đổ mạng ở đây thực sự không quan trọng.

Tôi cũng đặt càng nhiều điểm kiểm tra càng tốt ở dưới cùng của bảng, bao gồm các miếng đệm để lập trình trong mạch (xem thêm câu trả lời này của tôi).


1
Bất kỳ lý do tại sao bạn nói đổ đất thay vì đổ điện tiêu cực như BarsMonster gợi ý? Và tất nhiên mọi IC đều có sự tách rời thích hợp.
Kellenjb

VDDGND

2

--2. Trong trường hợp này phải là tốt nhất - vì khoảng cách giữa Signal2 và công suất nhỏ, nó sẽ hoạt động như một tụ điện phân tán và sẽ giúp ổn định và hiệu suất EMI.

--3. Không có lợi ích.

--1. Quá nhiều rắc rối cho người dùng V âm tính duy nhất.

Nhưng cá nhân tôi chỉ thích bảng 2 mặt, có lẽ bạn có thể sử dụng một vài máy nhảy 0-ohm và nó có thể sẽ rẻ hơn khi sản xuất.


3
Tại sao 2 không cung cấp lợi ích? Khoảng cách ngắn có gây ra sự ghép nối tốt của đường 5v được sử dụng nhiều hơn so với đường -5v không? Làm thế nào là 3 rắc rối, đó là công việc ít nhất (như không có công việc) vì hiện tại nó như thế nào?
Kellenjb

@Kellenjb Hehe, đó là stackoverflow đã đánh số điểm của tôi, lol :-D Vui lòng xem đúng thứ tự ngay bây giờ :-D
BarsMonster

# 2: Điện dung là tối thiểu. Lợi ích thực sự là độ tự cảm giảm của mặt phẳng mặt đất, bên cạnh các hiệu ứng che chắn.
Mike DeSimone
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.