Feste Grundebene vs Schraffierte Grundebene

Als ich vor kurzem eine Leiterplatte verlegte, hatte ich die Möglichkeit, meine Massefläche entweder mit massivem oder schraffiertem Kupfer zu füllen / zu gießen. Ich habe auch bemerkt, dass der alte Arduino duemilanove auch eine schraffierte Grundebene hatte.

Welche Vorteile hat eine schraffierte Grundebene gegenüber einer festen Grundebene und umgekehrt?

Wie andere sagten, lag dies hauptsächlich daran, dass die Herstellung aus verschiedenen Gründen einfacher war als die Herstellung fester Schichten.

Sie können auch in bestimmten Situationen verwendet werden, in denen eine kontrollierte Impedanz auf einer sehr dünnen Platine erforderlich ist. Die Spurbreite, die benötigt wird, um "normale" Impedanzen auf solch einer dünnen Platte zu erhalten, wäre lächerlich schmal, aber die Schraffur ändert die Impedanzeigenschaften auf benachbarten Schichten, um breitere Spuren für eine gegebene Impedanz zu ermöglichen.

Wenn Sie dies aus irgendeinem Grund tun müssen, können Sie kontrollierte Impedanzspuren nur bei 45 Grad zum Schraffurmuster leiten. Dieser Ansatz erhöht die gegenseitige Induktivität zwischen Signalen und folglich das Übersprechen erheblich. Beachten Sie auch, dass dies nur funktioniert, wenn die Größe der Schraffur viel kleiner ist als die Länge der Anstiegszeit des Signals. Dies korreliert normalerweise mit der Frequenz der betreffenden digitalen Signale. Wenn die Frequenz zunimmt, erreichen Sie einen Punkt, an dem das Schraffurmuster so eng beabstandet sein muss, dass Sie gegenüber einer durchgezogenen Ebene keinen Nutzen mehr haben.

Fazit: Verwenden Sie niemals eine schraffierte Grundfläche, es sei denn, Sie befinden sich in einer wirklich seltsamen Situation. Moderne Leiterplattenkonstruktionen und Bestückungstechniken erfordern dies nicht mehr.

Ich glaube, schraffierte Masseebenen lassen sich aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften leichter anlöten. Das Gegenteil ist, eine feste Ebene zu verwenden, aber um jeden Stift / Pad, an den Sie auf der Masseebene löten müssen, Lötreliefs anzubringen.

Abgesehen davon, dass ich mir anderer Gründe nicht sicher bin, haben andere vielleicht eine Idee.

Für mich benutze ich immer feste Flugzeuge. Es ist einfacher zu ätzen, da es nicht viele kleine Dinge gibt, die Sie abätzen müssen.

BEARBEITEN: Ich habe eine Google-Suche durchgeführt und diese Seite gefunden: http://www.diyaudio.com/forums/parts/89354-ground-planes-solid-vs-hatched.html

Kreuzschraffur vermeidet Probleme mit großen Kupferflächen bei Verwendung der Tonerübertragungstechnik oder wenn ein Laserdrucker zum Erzeugen von Fotoätzgrafiken verwendet wird. Jetzt benutze ich einen Tintenstrahldrucker, um Folien zu produzieren, mit denen ich mich normalerweise nicht beschäftige. Ich benutze Thermoreliefs, wenn ich das Löten auf Kupferflächen erleichtern möchte.

Unter Umweltgesichtspunkten ist es vielleicht nicht so gut, da mehr Kupfer entfernt werden muss. OTOH, das Kupfer, kann von kommerziellen Kartonherstellern zurückgewonnen werden und landet nicht auf einer Mülldeponie, wenn das Gerät mit dem Karton entsorgt wird.

Ein weiterer Grund für die Verwendung schraffierter Ebenen ist die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte. Es gibt eine Reihe von Vorteilen eines schraffierten Flugzeugs gegenüber einem festen Flugzeug. Eine durchgezogene Ebene kann entlang einer Biegelinie Risse bekommen. Bei einer schraffierten Ebene ist dies weitaus unwahrscheinlicher. Noch wichtiger ist, dass eine schraffierte Ebene für eine flexible Leiterplatte mehr Flexibilität in den Biegungen bietet.

Ein weiterer Grund, warum schraffierte Ebenen für flexible Leiterplatten bevorzugt werden sollten, ist der Trocknungsprozess, der mit dem flexiblen Material (Polyimid) vor dem Löten erforderlich ist. Bei einer schraffierten Ebene kann die Feuchtigkeit aus dem flexiblen Trägermaterial austreten, während sie unter festen Ebenen eingeschlossen ist.

Eine häufige Verwendung von schraffiertem Kupfer kommt beim Entwerfen einer kapazitiven berührungsempfindlichen Benutzeroberfläche (Schaltflächen, Schieberegler usw.) vor.

Da die durch Berührung eingeführte Kapazitätsänderung um einen pF (+ - eine Größenordnung, abhängig von der tatsächlichen Implementierung) liegt, möchten Sie die Basiskapazität minimieren. Die feste Masseebene um die Leiterbahn (die das Tastenfeld und den Controller verbindet, der sie misst) fügt mehr parasitäre Kapazität als eine schraffierte hinzu. Anwendungsbericht aus Texas zum kapazitiven Tastsinn , in dem dies erwähnt wird.

Mein Verständnis war, dass massive Scheiben während des Wellenlötprozesses durch Ausgasen des Laminats Blasenbildung verursachen können, aber die langsameren Aufheiz- / Abkühlzeiten von SMD-Reflow machen dies wahrscheinlich weniger zu einem Problem - ich habe sicherlich einige (sehr) gesehen alte Bretter mit blubbernden Kupferflächen.

Netzebenen werden zur Herstellung flexibler Leiterplatten verwendet. Die Verwendung von verkauftem Untergrund macht die FPCB sehr steif und verursacht ein mechanisches Brechen von Spuren auf anderen Schichten. Die Maschengrundebene ist eine Ebene mit höherer Induktivität.

Schraffierte Flächen reduzieren das Magnetfeld, das senkrecht in die Leiterplatte einfällt.

Weitere Fertigungsprobleme entstehen durch die Schraffurfüllung. Es führt dazu, dass winzige Teile des Laminars abbrechen und sich möglicherweise auf Spuren ablagern, was zu Kurzschlüssen und Brüchen führt. Es macht auch die Daten sehr groß. Groß genug, um Probleme bei CAM, Photoplotting und AOI zu verursachen.

Schraffuren eignen sich für eine Reihe von Anwendungen. Rückweg in flexiblen Schaltungen. Ich benutze sie in Bereichen, um die Wärmeübertragung zu reduzieren. Wenn Sie etwas Heißes neben einer Sache haben, die Sie kühl halten möchten, können schraffierte Flugzeuge für die Rückführung in die kühlen Gegenden viel helfen.