Что я должен положить на мой почти пустой слой печатной платы?

15

У меня есть 3 "x3" 4-слойная печатная плата, где мой стек:

Signal 1
Ground
5v Power
Signal 2

В слое My Signal 1 есть несколько трасс, несущих 500 МГц, некоторые АЦП с высоким разрешением и микроконтроллер / USB-схема. У меня есть разъемы SMA, которые несут на плате 500 МГц. В настоящее время это будет просто «открытый воздух», сидящий на испытательном стенде, но в конечном итоге все закончится тем, что все будет содержаться внутри.

В слое My Signal 2 почти ничего нет, в частности:

  • MCLR от разъема программатора длиной 0,1 "
  • SPI Data и линия синхронизации имеют длину около 0,1 "
  • Отрицательное напряжение (для питания 2 операционных усилителей) длиной около 2 "

Я чувствую, что это немного пустая трата иметь столько неиспользованной печатной платы. Я рассматриваю следующие варианты:

  1. Заполните слой моей отрицательной шиной напряжения
  2. Заполните слой с землей
  3. Оставьте слой пустым

Есть ли преимущество одного из вариантов над другим? Что обычно делается в этих ситуациях?

Некоторые дополнительные детали

Система будет тянуть пик 300 мА от 5V рельса. В то время как шина -5В будет иметь нагрузку около 2 мА.

Kellenjb
источник
Будет ли это помещаться внутри коробки в любой точке и иметь ли сигналы, передаваемые из коробки на кабелях и тому подобное?
Кортук
Не уверен, подходит ли он, но вы можете использовать свободное место для создания области прототипирования, которая сделает ваше устройство легким для модификации / взлома. Если это подходит, я могу сделать правильный ответ
Джим
@Kortuk Обновленный Вопрос.
Келленжб
@ Джим, вероятно, не очень полезен для этого проекта. Единственное преимущество, которое я мог видеть, это ломать некоторые из моих неиспользованных выводов PIC, но не хочу этого, если это повредит моей целостности сигнала в другом месте.
Келленджб
7
Я думаю, вы должны сделать то, что сделали дизайнеры Commodore Amiga, и нарисовать на нем несколько рисунков.
Маженко

Ответы:

15

То, что обычно делается в отрасли в этих случаях, при условии, что практика заполнения грунта, как показано в других ответах, не дает существенной выгоды, называется воровством .

Воровство состоит в покрытии больших пространств неиспользованных внешних слоев рисунком в форме, обычно ромбами или квадратами, отсоединенными друг от друга. Эти формы находятся вдали от других элементов, таких как отверстия, края доски или следы. Единственной целью воровства является повышение технологичности путем обеспечения постоянной толщины печатной платы с учетом любой конкретной области на плате, скажем, половины квадратного дюйма.

Без воровства ролики, которые используются для ламинирования слоев, не будут оказывать слишком сильного воздействия на области, лишенные меди, что может привести к расслоению (выглядит как легкие пятна внутри доски).

Майк ДеСимоне
источник
1
Чем это отличается от (неподключенного) медного потока?
Стивенвх
5
Разница в том, что воровство - это кучка маленьких кусочков меди, не связанных друг с другом. Это предотвращает формирование вихревых токов, генерирование тепла и ослабление мощности, а также предотвращает появление паразитной емкости. (Все, что находится рядом с плоскостью, соединено с ней паразитной емкостью, создавая путь перекрестных помех. Это не проблема для заполнения заземления, поскольку последняя просто выглядит как паразитная емкость с землей без существенных перекрестных помех.)
Майк ДеСимон,
А средняя плотность меди близка к общей плотности меди в области контура, поэтому предварительно подготовленная эпоксидная смола будет иметь такое же количество меди и зазоров, в которые она будет стекать. Твердая медь так же «плоха», как и медь для внутреннего слоя. Верхний слой может быть сплошным (иногда паяльной маской, образующей луженую сетку) или сеткой, если требуется щит. Сетка имеет тепловые свойства, более близкие к областям контуров, что является преимуществом при пайке, и не впитывает столько припоя, когда происходит лужение.
KalleMP
Хорошие моменты, хотя захват припоя можно предотвратить, просто накрыв решетку или сплошной рисунок маской припоя. (Честно говоря, если вы делаете пайку волной без паяльной маски, вам не стоит слишком беспокоиться о качестве. Вы получите то, что получите.)
Майк ДеСимон,
7

Превратите отрицательный след силы в поток (небольшой удар, но у вас есть место).

Сделайте грунт на оставшуюся часть слоя ... НО ... используйте много переходных отверстий, чтобы привязать его к внутренней плоскости заземления. Убедитесь, что нет осиротевшей меди. Ваша цель состоит в том, чтобы «соединить» плоскость питания постоянного тока со всех сторон, возможно, по заземленным землям, это минимизирует РЧ-сопротивление заземления от источника 5 В для поддержания его в чистоте.

Если плата больше, вы также можете использовать пространство для разбрызгивания развязывающих конденсаторов на этом слое, связывая + 5В с землей. Каждый 3/4 дюйма или около того в сетке. Если плата маленькая, разъединения на микросхемах вполне достаточно.

Заливка на верхней стороне тоже не плохая идея, хотя она зависит от компоновки.

Вот пример того, что я имею в виду, используя множество переходных отверстий, чтобы соединить заливку с земной плоскостью:

введите описание изображения здесь

отметка
источник
10
Убедитесь, что ваши швы переходные не слишком близко друг к другу. Обычное эмпирическое правило заключается в том, чтобы держать их как минимум на одной толщине доски. Это связано с тем, что, поскольку токи, протекающие по этим переходным отверстиям, протекают в одном и том же направлении, взаимная индуктивность между соседними переходными отверстиями увеличивает импеданс соответствующих переходных отверстий.
Майк Де Симоне
3

Многое ли у вас на плате HF (десятки МГц или даже 100 МГц)? Если нет, возможно, вы можете избавиться от внутренних слоев и разместить компоненты с обеих сторон , чтобы вы могли направить электрические сети в свободное пространство, которое вы получили таким образом. Размещение двухсторонних компонентов намного дешевле, чем четырехслойная плата.

edit
Так как у вас, похоже, есть УКВ, я бы заполнил его развязывающими крышками и залил вторую плоскость заземления или плоскость питания. При правильной развязке для ВЧ все силовые плоскости имеют одинаковый потенциал , поэтому не имеет значения, какую сеть вы здесь наливаете.

Я также размещаю как можно больше контрольных точек на нижней части своих плат, включая площадки для внутрисхемного программирования (см. Также мой ответ ).

stevenvh
источник
1
Любая причина, почему вы говорите, что земля льется, а не отрицательная сила, как предполагает BarsMonster? И, конечно же, каждая микросхема имеет надлежащую развязку.
Келленжб
@Kellenjb - пропустил это отрицательное напряжение, но это не имеет значения, поскольку оно не поможет вам с маршрутизацией. Я мог бы также предложить дублировать положительный уровень электропитания здесь, потому что для ВЧ все сети электропитания эквивалентны; ВЧ импеданс междуВDD и граммNDдолжно быть незначительным, если вы расстались должным образом. Вот почему я предложил добавить дополнительную развязку.
Стивенвх
2

--2. В этом случае он должен быть наилучшим - поскольку расстояние между Signal2 и мощностью невелико, он будет действовать как распределенный конденсатор и будет способствовать стабильности и эффективности электромагнитных помех.

--3. Никаких преимуществ.

--1. Слишком много хлопот для одного отрицательного пользователя V.

Но лично мне нравятся только двухсторонние платы, вероятно, вы можете использовать несколько перемычек на 0 Ом, и это может оказаться дешевле в производстве.

BarsMonster
источник
3
Почему 2 не дает никаких преимуществ? Не приведет ли короткое расстояние к хорошему соединению линии 5 В, которая используется намного больше, чем линия -5 В? Как это 3 хлопот, это наименьшая работа (как без работы), так как в настоящее время это так, как есть?
Келленжб
@Kellenjb Хе-хе, это переполнение стека, нумерация моих очков изменилась, лол :-D Пожалуйста, смотрите правильный порядок сейчас :-D
BarsMonster
# 2: Емкость минимальная. Настоящим преимуществом является уменьшение индуктивности заземляющей плоскости в дополнение к экранирующим эффектам.
Майк ДеСимоне