Ich habe eine 6-Lagen-Platine, auf der die internen 4 Ebenen + 15, GND, VCC, -15 sind. Ich habe mich gefragt, ob es einen Vorteil hat, Kupfer auf die obere und untere Schicht zu gießen. Ich würde sie wahrscheinlich schweben lassen, da ich keine Micro-Vias verwenden möchte, um zu sagen, dass sie an GND gebunden sind.

Ist das eigentlich eine schlechte Idee? Dh schwimmendes Kupfer = Antenne.

Wäre es genauso akzeptabel, eine 4-lagige Platte zu haben, wobei die obere Schicht Kupfer in VCC und die untere Schicht in GND gießt und die beiden Einbauten + -15 behalten?

Beachten Sie, dass dies für eine Schaltung mit relativ niedriger Geschwindigkeit gilt, die einige analoge und digitale Teile enthält.

Typischerweise sind Güsse der äußeren Schicht eine schlechte Idee. Äußere Schichten haben viele Komponenten und Spuren, die dazu neigen, den Guss zu zerhacken. Kleine Gießinseln führen zu EMI-Problemen.

Wenn Sie eine Sterntopologie für Ihre + 5V (Verzweigung von der Versorgung, anstatt Schleifen zu erstellen) mit wirklich dicken Spuren (0,020 "min) erstellen, können Sie möglicherweise ein paar Gießschichten entfernen. Dies wird sicherlich die Platinenkosten senken. Abhängig Wenn Sie Ihren Stromverbrauch nutzen, sollten Sie den GND besser einschenken und einen der 15-V-Stromversorgungen über Spuren liefern.

Am Ende müssen Sie ein Board erstellen, um festzustellen, ob es den EMI- und Leistungsspezifikationen entspricht.

EMV-Theorie der Kupfergüsse

Die Verwendung eines Kupfergusses für Strom- und Bodenebenen ist eine gute Sache. Die Verwendung eines Kupfergusses auf Schichten, die Signale enthalten, ist unter EMV-Gesichtspunkten gefährlich. Warum ist das?

Die Verwendung eines Kupfergusses auf Schichten, die Signale enthalten, ist gefährlich, da es überraschend einfach ist, Stromschleifen zu erzeugen. Die induzierte Spannung (externe Strahlung, die eine Spannung auf Ihrer Spur verursacht) und die Ausgangsstrahlung (Ihre Spur, die Strahlung verursacht) stehen in direktem Zusammenhang mit dem Bereich, um den der Strom fließt. Diese Beziehung ist als Ampére's Circuital Law (eine der Maxwellschen Gleichungen, die die Grundlage der EMV bilden) bekannt und kann ausgedrückt werden als

Dabei ist der Strom durch die von der Schaltung definierte Oberfläche. Unter der großzügigen (aber praktischen) Annahme, dass der Freiraumstrom und das Magnetfeld gleichmäßig verteilt sind, bedeutet dies, dass der induzierte Strom in direktem Zusammenhang mit der Oberfläche der Oberfläche steht.$I_{enc}$

In einer normalen Konfiguration ist diese Oberfläche ein Rechteck, das direkt unter Ihrer Spur in der Grundebene verläuft. Die Breite entspricht nur der Dicke Ihrer Leiterplatte. Das ist ziemlich klein!

Es ist jedoch sehr einfach, versehentlich eine Platine zu entwickeln, die Strom in einer großen, kreisförmigen Spur mit einer Fläche von mehreren Quadratzoll durchlässt. Das Hinzufügen von Kupferguss für Ihre Versorgungsschichten ist eine einfache Möglichkeit, um sicherzustellen, dass Sie dies nicht tun. Sie können Durchkontaktierungen durch diese Ebene führen, ohne die Ergebnisse stark zu beeinträchtigen, aber das Schneiden dieses Kupfergusses für eine lange Spur negiert dessen Wirksamkeit vollständig.

Zweischichtige Platinen teilen häufig (fast immer) Leistung und Masse mit den Signalschichten. Daher versuchen Designer normalerweise, Gruppen von Spuren mit einigen Durchkontaktierungen und einer dicken Spur zu überbrücken, die die gebrochene Ebene auf der anderen Seite der Platine verbindet. Die Diskontinuität führt eine gewisse Impedanz in den Pfad ein, und dies fügt der Stromschleife einen gewissen Bereich hinzu, ist jedoch normalerweise bei Platinen mit mehr Schichten für die Leistung vermeidbar.

Bei einer mehrschichtigen Platine ist das Hinzufügen einer beschädigten Kupferebene kein Problem, da Sie die beschädigte Ebene problemlos mit der intakten internen Ebene verbinden können. Fügen Sie einfach Durchkontaktierungen in einem 500-mil-Raster hinzu und nennen Sie es gut. Löschen Sie alle Elemente, die Sie für die Platzierung von Teilen und das Trace-Routing entfernen müssen. Denken Sie jedoch daran, ein oder zwei wieder hinzuzufügen, um den Verlust auszugleichen und die Entstehung dieser schädlichen Stromschleifen zu vermeiden. Ich schlage vor, beide Seiten mit GND zu verbinden.

Herstellungsprobleme mit Kupfergüssen

Ein weiterer Grund für die Zugabe eines Kupfergusses ist ein rein mechanisches Problem. Das Kupferbeschichten einer Leiterplatte auf nur einer Seite kann dazu führen, dass sich die FR4-Basis verzieht (was schlecht ist ). Aus diesem Grund haben PCBs häufig eine schraffierte Ebene in Bereichen mit deutlich geringeren Spurendichten.

Bei Ihrer mehrschichtigen Platine mit separaten Stromversorgungs- und Masseebenen ist zu erwarten, dass die Kupferdichte auf jeder Schicht auf der Oberfläche Ihrer Leiterplatte ziemlich gleichmäßig ist. Sie sollten sich darüber keine Sorgen machen müssen.

Genug Theorie und Hintergrund! Was ist die Antwort?

In Ihrer Situation würde ich wahrscheinlich nur das Kupfergießen überspringen. Sie haben bereits Strom- und Bodenebenen, sodass Sie bei den Layoutschritten und EMV-Problemen nur wenig gewinnen.

Wenn Sie es für das Erscheinungsbild hinzufügen möchten, zusätzliche Erdungsanschlüsse zum Prüfen oder Nacharbeiten haben, Ihre EMV-Eigenschaften verbessern oder zusätzliche Kühlkörper hinzufügen möchten, sollten Sie es mit Masse verbinden. Sie sagen, ich möchte keine Micro-Vias verwenden, um zu sagen , dass es an GND gebunden ist, aber genau das sollte getan werden. Angenommen, Sie stellen die Platine nicht her, werden diese Durchkontaktierungen von Maschinen geschnitten. Es wird Sie wahrscheinlich nichts kosten (es müssen keine Micro- Vias sein ...), und es wird nicht viel Zeit für den Layout-Prozess hinzufügen.

Wenn Sie die Kupfergussebenen nur zu EMI-Abschirmungszwecken gießen, leiten Sie keinen Strom in die obere oder untere Gießebene. Machen Sie es zu einem NO-NET. Fügen Sie dann ein Via hinzu, um es mit der internen GND-Ebene innerhalb der Platinenebenen zu verbinden. Der VIA möchte zunächst keine Verbindung herstellen. Gießen Sie daher eine kleine Kupferfüllung über die Durchkontaktierung und die Polyverbindung, und die Verbindung wird nun mit dieser Durchkontaktierung hergestellt.
Wenn Sie zu viele Durchkontaktierungen haben, können Sie jetzt Ströme weiterleiten und Schleifen erstellen, was nicht gut ist.