Có lý do * không * để có một mặt phẳng đổ đồng trên PCB không?

22

Tôi đang thực hiện cú đâm đầu tiên vào việc thiết kế PCB từ đầu. Tôi đang xem xét sử dụng quy trình chế tạo máy phay CNC, và có vẻ như với quy trình này, tôi muốn loại bỏ càng ít đồng càng tốt. Một chiếc máy bay mặt đất kiểu đồng đổ có vẻ là một cách tốt để giải quyết hạn chế này.

Nhưng tôi đã nhận thấy rằng tương đối ít thiết kế PCB có mặt phẳng và thậm chí những thiết kế thường chỉ có chúng trong các khu vực cụ thể của bảng. Tại sao vậy? Có những lý do để không có một mặt phẳng đổ đồng bao phủ hầu hết PCB?

Trong trường hợp có liên quan, mạch tôi đang thiết kế là phích cắm chuyển đổi D / A 6 bit. Một vết cắt đầu tiên trong bố trí PCB của tôi ( không bao gồm mặt phẳng mặt đất) được hiển thị bên dưới.

Phích cắm chuyển đổi D / A 6 bit

pcb layout ground

— Kaelin Colclasure
nguồn

Tôi đã có ấn tượng rằng nó cần một nhà máy CNC khá chính xác (tức là đắt tiền) để làm PCB đáng tin cậy trên CNC.

— rfusca

Thực hiện định tuyến và lỗ hổng trong một máy có thể giảm chi phí. Không bao giờ sử dụng nó cho bất cứ điều gì ngoại trừ nguyên mẫu.

— rozon

@rfusca - Tôi đã sử dụng hai nhà máy PCB khác nhau. Không có ý tưởng về chi phí, nhưng chúng có công suất rất thấp so với các nhà máy cắt kim loại, có các bit cực kỳ hẹp, tốc độ cao và có phạm vi rất hạn chế trong trục Z. Làm điều đó với một nhà máy CNC chung là khó, làm điều đó với bộ định tuyến PCB là dễ dàng.

— Kevin Vermeer

@Kaelin - Đây có phải là bố cục hoàn chỉnh của bạn, hoặc có nhiều mặt? Có vẻ như chân 3 của J1 sẽ không đi đến đâu, và có hai vias bí ẩn, một ở giữa R1 và J2 và một dưới chân 1 của J1. Chuyện gì đang xảy ra với những dấu vết đó?

— Kevin Vermeer

@KevinVermeer - Có, đó là cách bố trí hoàn chỉnh của bảng một lớp, nhưng đó là ảnh chụp nhanh về những gì đang tiến hành. Hai "vias" bí ẩn đó là pin 1 đánh dấu trên lớp lụa trên cùng. (Cách phối màu hơi khó giải mã trong ảnh chụp màn hình nhỏ này.) Tôi đã tạo bảng này bằng CNC. Tôi đã không cố gắng làm một chiếc máy bay mặt đất mà chỉ để lại một số khu vực đồng trên bảng để tiết kiệm thời gian. Tuy nhiên, bây giờ tôi đang rời khỏi thực tiễn đó, vì nó làm cho việc hàn lộn xộn (bởi vì tôi không áp dụng bất kỳ mặt nạ hàn nào, và do đó từ thông có xu hướng chạy vào các khu vực đó và hàn theo sau).

— Kaelin Colclasure

23

Máy bay mặt đất nói chung hầu như luôn luôn là một điều tốt, nhưng nếu sử dụng không đúng cách thực sự có thể làm tổn hại đến chất lượng của bảng của bạn.

Một bảng thông thường như bạn có ở đây sẽ có 1 lớp dành riêng để đổ đất chỉ không có dấu vết chạy trên đó. Tuy nhiên, có vẻ như bạn đang muốn làm cho lớp trên cùng của bạn được đổ đất để bạn không phải loại bỏ tất cả số đồng thừa đó. Thực hiện đổ đất trên một lớp có nhiều dấu vết hoàn toàn không phải là mặt phẳng mặt đất, thay vào đó bạn có thể nghĩ nó như một dấu vết mặt đất với các kích cỡ khác nhau chạy quanh bảng của bạn. Thật khó để nói nếu nó thực sự sẽ làm tổn thương tính toàn vẹn tín hiệu của thiết kế, nhưng tôi có thể nói chắc chắn rằng nó sẽ không mang lại lợi ích tương tự như một mặt phẳng mặt đất.

Thông thường khi tôi nhìn thấy các bảng được phay như thế này, đồng sẽ không được kết nối trên các khu vực không sử dụng của bảng. Điều này mang lại lợi ích khi biết rằng nếu bạn vô tình rút ngắn một dòng với đồng chưa sử dụng, bạn sẽ không gặp khó khăn gì khi có thể giết chết một số IC. Điều này cũng có thể là một tiêu cực mặc dù việc vô tình rút ngắn một miếng đồng lớn không sử dụng có thể biến thành một ăng ten đẹp và thu được tiếng ồn mà bạn có thể gặp khó khăn trong việc tìm kiếm nguồn.

Tôi nhận ra câu trả lời của tôi có thể không phải là câu trả lời trực tiếp cho những gì bạn muốn biết, nhưng rất khó để dự đoán cấu hình nào sẽ tốt nhất cho bạn. Nhưng, nếu đó là thiết kế của tôi, tôi sẽ đi trước và chỉ để lại đồng thừa trên bảng, nhưng để nó bị ngắt kết nối với mọi thứ.

— Kellenjb
nguồn

Đây chính xác là những lời khuyên thiết thực mà tôi đã hy vọng cho cảm ơn! Tôi chưa thấy bất kỳ PCB nào được xay trước đó và không chắc chắn về khả năng khuyến khích chỉ đơn giản là không để đồng thừa.

— Kaelin Colclasure

Đối với các bảng mà bạn thấy có một đồng đổ vào một phần nhỏ của bảng, đây thường là các vòng bảo vệ về cơ bản ngăn tiếng ồn tần số cao truyền từ bên này sang bên kia. Những vòng bảo vệ này cũng thường được gắn vào mặt phẳng mặt đất thông qua nhiều vias.

— Kellenjb

11

Không nên sử dụng cuộn cảm lõi không khí với từ thông đi qua mặt phẳng đất; mặt khác, mặt phẳng đất hoạt động giống như một máy biến áp ký sinh với một vòng quay ngắn.

Tôi đã phải đối phó với điều này trong một thiết kế tồi được thực hiện bởi một nhà thầu và nó không vui.

— Jason S
nguồn

2

Là một người đang học thiết kế PCB bây giờ, những mảnh nhỏ của trải nghiệm của mọi người như thế là vô giá!

— Mark K Cowan

7

Như Kellenjb đã nói, máy bay mặt đất và đổ đất gần như luôn luôn là một điều tốt.

Cho đến nay, tôi chỉ gặp phải hai tình huống để tránh đổ đất hoặc máy bay mặt đất lên PCB (không có trường hợp nào áp dụng cho bộ chuyển đổi D / A):

Cụ thể là các máy phát RF: không có mặt phẳng mặt đất nào gần "ăng ten PCB" thường được sử dụng cho RFID. một b c
Đèn CCFL: "không nên đặt mặt phẳng mặt đất dưới hoặc gần mặt nổi điện áp cao" ( IRS2552D ); "mặt đất ... các mặt phẳng phải được giảm ít nhất 1/4" trong vùng điện áp cao "- Jim Williams, LTS AN65 (Tôi tưởng tượng điều này đúng với các hệ thống điện áp cao, tần số cao khác như các loại khác đèn huỳnh quang và cuộn Tesla)

Trường hợp thứ ba có thể là cảm biến cảm ứng điện dung (CapTouch, CapSense, v.v.). Một số người đặt máy bay mặt đất dưới các cảm biến, những người khác cắt mặt phẳng mặt đất dưới các cảm biến. Nó không rõ ràng cho tôi cách nào là tốt hơn về tổng thể.

— bác sĩ
nguồn

7

Máy bay mặt đất cần phải được giải phóng cho điện áp cao, ví dụ. nguồn điện để đáp ứng các quy tắc leo và giải phóng mặt bằng cho an toàn.

Mặt phẳng liên tục ở một mặt không khớp với diện tích kích thước tương tự ở mặt kia dẫn đến bảng bị cong vênh do lực căng do đồng cung cấp.

Các bit đồng không được kết nối đóng vai trò là ăng ten và có thể làm tăng nhiễu trong mạch của bạn. Bạn thường loại bỏ chúng tốt hơn nếu bạn không thể kết nối chúng với mặt đất.

— Martin
nguồn