Was soll ich auf meine fast leere Leiterplattenschicht legen?

Ich habe eine 3 "x3" 4-Lagen-Platine, auf der sich Folgendes befindet:

Signal 1
Ground
5v Power
Signal 2

Mein Signal 1-Layer enthält einige Spuren mit 500 MHz, einige hochauflösende ADCs und Mikrocontroller / USB-Schaltkreise. Ich habe SMA-Anschlüsse, die die 500 MHz auf die Platine übertragen. Derzeit wird dies nur "Open Air" auf einem Prüfstand sein, aber langfristig wird es in einem Fall enden, in dem alles intern enthalten sein wird.

Mein Signal 2-Layer enthält fast nichts, insbesondere Folgendes:

• MCLR vom 0,1 "langen Programmieranschluss
• SPI-Daten- und Taktleitung, die beide ungefähr 0,1 Zoll lang sind
• Negative Spannung (für die Versorgung von 2 Operationsverstärkern), ca. 2 "lang

Ich fühle mich wie eine Verschwendung, so viel unbenutztes PCB zu haben. Ich überlege mir folgende Möglichkeiten:

1. Fülle die Ebene mit meiner negativen Spannungsschiene
2. Fülle die Ebene mit Erde
3. Lass die Ebene leer

Gibt es einen Vorteil einer der Optionen gegenüber der anderen? Was wird normalerweise in diesen Situationen getan?

Einige zusätzliche Details

Das System zieht eine Spitze von 300 mA von der 5-V-Schiene ab. Während die -5V-Schiene nur ca. 2 mA belastet.

Was in der Branche in diesen Fällen in der Regel getan wird, wenn davon ausgegangen wird, dass Grundfüllverfahren, wie sie in anderen Antworten gezeigt werden, keinen signifikanten Nutzen bringen, wird als Diebstahl bezeichnet .

Diebstahl besteht darin, große Flächen ungenutzter äußerer Schichten mit einem Muster von Formen zu bedecken, normalerweise Diamanten oder Quadraten, die voneinander getrennt sind. Diese Formen werden von anderen Merkmalen wie Löchern, Plattenkanten oder Spuren ferngehalten. Der einzige Zweck des Diebstahls besteht darin, die Herstellbarkeit zu verbessern, indem eine konstante PCB-Dicke für einen bestimmten Bereich auf der Platine, beispielsweise einen halben Quadratzoll, sichergestellt wird.

Ohne Diebstahl üben die Walzen, mit denen die Schichten zusammenlaminiert werden, nicht so viel Kraft auf die kupferarmen Bereiche aus, was zu Delaminationen führen kann (sieht aus wie helle Flecken im Inneren der Platte).

Verwandeln Sie die negative Stromspur in ein Gießen (kleiner Aufprall, aber Sie haben Platz).

Gießen Sie den Rest der Schicht mit einer Masse ein, ABER ... verwenden Sie viele Stichlöcher, um sie mit der inneren Masseebene zu verbinden. Stellen Sie sicher, dass kein verwaistes Kupfer vorhanden ist. Ihr Ziel ist es, die DC-Stromversorgungsebene allseitig zwischen sich zu "schieben", was durch zusammengenähte Erdungen möglich ist. Auf diese Weise wird die HF-Impedanz zur Erdung von der 5-V-Versorgung minimiert, um sie sauber zu halten.

Wenn die Platine größer ist, können Sie den Platz auch dazu verwenden, um Entkopplungskondensatoren auf dieser Schicht zu verteilen, die +5 V an Masse liegt. Alle 3/4 Zoll oder so im Raster. Wenn die Platine klein ist, ist die Entkopplung auf den ICs wahrscheinlich genug.

Ein Gießen auf der Oberseite ist auch keine schlechte Idee, obwohl es vom Layout abhängt.

Hier ist ein Beispiel dafür, was ich meine, indem ich viele Durchkontaktierungen verwende, um das Gießen mit der Grundebene zu koppeln:

Ist ein Großteil Ihrer Platine HF (Zehn-MHz oder sogar 100 MHz)? Wenn nicht, können Sie möglicherweise die inneren Schichten entfernen und die Komponenten auf beiden Seiten platzieren , sodass Sie die Stromnetze in dem freien Raum verlegen können, den Sie auf diese Weise erhalten. Die zweiseitige Bestückung ist deutlich günstiger als eine 4-Lagen-Platte.

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Da Sie UKW zu haben scheinen, würde ich es mit Entkopplungskappen bestücken und eine zweite Grundebene oder ein Kraftflugzeug gießen. Bei ordnungsgemäßer Entkopplung liegen bei HF alle Leistungsebenen auf dem gleichen Potenzial , sodass es eigentlich egal ist, welches Netz Sie hier einfüllen.

Außerdem platziere ich so viele Testpunkte wie möglich auf der Unterseite meiner Platinen, einschließlich Pads für die In-Circuit-Programmierung (siehe auch meine Antwort ).

--2. In diesem Fall sollte es das Beste sein - da der Abstand zwischen Signal2 und Leistung gering ist, verhält es sich wie ein verteilter Kondensator und trägt zur Stabilität und EMI-Leistung bei.

--3. Keine Vorteile.

--1. Zu viel Aufwand für einen einzelnen negativen V-Benutzer.

Aber ich persönlich mag nur 2-seitige Platinen, wahrscheinlich können Sie einige 0-Ohm-Jumper verwenden und es könnte billiger in der Herstellung enden.