Есть ли причины * не * иметь заземленную медную плоскость на печатной плате?


22

Я делаю первый шаг при проектировании печатной платы с нуля. Я рассматриваю возможность использования процесса изготовления мельницы с ЧПУ, и кажется, что с этим процессом я бы хотел удалить как можно меньше меди. Наземный самолет в стиле медной заливки может показаться хорошим способом преодоления этого ограничения.

Но я заметил, что относительно немного конструкций печатных плат имеют плоскость заземления, и даже те, которые часто имеют их только в определенных областях платы. Почему это? Есть ли причины не иметь заземленную плоскость для заливки меди, которая покрывает большую часть печатной платы?

В случае, если это уместно, схема, которую я разрабатываю, представляет собой 6-разрядный цифро-аналоговый преобразователь. Первый разрез на моей компоновке печатной платы (которая не включает плоскость заземления) показан ниже.

6-разрядный цифро-аналоговый преобразователь


У меня сложилось впечатление, что для надежного изготовления печатных плат на ЧПУ требуется довольно точный (то есть дорогой) станок с ЧПУ.
rfusca

Выполнение маршрутов и отверстий в одной машине может снизить стоимость. Никогда не использовал его ни для чего, кроме прототипов.
Розон

@rfusca - я использовал две разные печатные машины. Понятия не имею о стоимости, но они очень маломощны по сравнению с металлорежущими мельницами, имеют чрезвычайно узкие, высокоскоростные резцы и имеют очень ограниченный диапазон по оси Z. Это сложно сделать с помощью обычного фрезерного станка с ЧПУ, а с помощью маршрутизатора на печатной плате - просто.
Кевин Вермеер

@Kaelin - это ваш полный макет, или есть несколько сторон? Похоже, 3-й контакт J1 никуда не денется, и есть два загадочных перехода, один между R1 и J2 и один ниже 1-го контакта J1. Что происходит с этими следами?
Кевин Вермеера

@KevinVermeer - Да, это полный макет однослойной платы, но это снимок того, что было в процессе разработки. Эти два таинственных "переходных отверстия" являются маркерами булавки 1 на верхнем шелковом слое. (Цветовая схема немного трудна для расшифровки в этом небольшом снимке экрана.) Я сделал эту плату с помощью ЧПУ. Я не пытался сделать заземление, а просто оставил несколько областей меди на доске, чтобы сэкономить время. Теперь я отказываюсь от этой практики, тем не менее, поскольку это делает для грязной пайки (потому что я не применяю никакую маску припоя, и, таким образом, флюс имеет тенденцию бегать в те области, и припой следует).
Келин Colclasure

Ответы:


23

В целом, наземные самолеты - это почти всегда хорошая вещь, но при неправильном использовании они могут повредить качеству вашей доски.

Типичная доска, как у вас здесь, будет иметь 1 слой, предназначенный только для заливки грунта без следов на нем. Тем не менее, звучит так, будто вы хотите, чтобы ваш верхний слой вылился, чтобы вам не пришлось удалять всю эту лишнюю медь. Заливка грунта на слой с множеством следов на самом деле вовсе не является земной плоскостью, скорее вы можете думать о ней как о дорожке грунта с различными размерами, бегущей по всей вашей доске. Трудно сказать, действительно ли это повредит целостности сигнала проекта, но я могу с уверенностью сказать, что это не даст того же преимущества, что и наземная плоскость.

Обычно, когда я вижу подобные фрезерованные доски, медь остается не подключенной к неиспользуемым участкам платы. Это дает преимущество, так как вы знаете, что если вы случайно закроете одну линию на неиспользованную медь, вы не получите короткое замыкание на землю, которое может убить некоторые микросхемы. Это также может быть негативно, хотя случайное замыкание на большой неиспользованный кусок меди может превратиться в хорошую антенну и уловить шум, который вам может быть трудно найти источник.

Я понимаю, что мой ответ не может быть прямым ответом на то, что вы хотите знать, но очень трудно предсказать, какая конфигурация будет для вас наилучшей. Но если бы это был мой дизайн, я бы пошел дальше и просто оставил бы лишнюю медь на плате, но оставил бы ее отключенной от всего.


Это именно тот практический совет, на который я надеялся ... Спасибо! Я не видел каких-либо печатных плат, которые были размолоты до этого, и не был уверен в целесообразности простого отключения дополнительной меди.
Заставка Келин

Что касается плат, которые, как вы видите, имеют медную заливку в небольшом участке платы, это обычно защитные кольца, которые, по существу, предотвращают распространение высокочастотного шума с одной стороны на другую. Эти защитные кольца также обычно связаны с заземлением через множество переходных отверстий.
Kellenjb

11

Индукторы с воздушным сердечником не должны использоваться с потоком, проходящим через плоскость заземления; в противном случае заземление действует как паразитный трансформатор с коротким поворотом.

Я имел дело с этим в плохом дизайне, сделанном подрядчиком, и это было не весело.


2
Как человек, который сейчас изучает дизайн печатных плат, маленькие фрагменты такого опыта людей бесценны!
Марк К Коуэн

7

Как сказал Келленжб, наземные самолеты и земляные поливы - это почти всегда хорошая вещь.

До сих пор я сталкивался только с двумя ситуациями, чтобы избежать установки заземления или заземления на печатную плату (ни одна из которых не применима к цифро-аналоговым преобразователям):

  • В частности, радиочастотные передатчики: рядом с «антеннами на печатной плате», часто используемыми для радиочастотной идентификации, нет заземления. а б в
  • Лампы CCFL: «заземляющая плоскость не должна располагаться под или рядом с плавающей стороной высокого напряжения» ( IRS2552D ); "земля ... плоскости должны быть освобождены как минимум на 1/4" в области высокого напряжения "- Джим Уильямс, LTS AN65 (я полагаю, что это верно для других высокочастотных, высоковольтных систем, таких как другие виды люминесцентные лампы и катушки Тесла)

Возможный третий случай - емкостные сенсорные датчики (CapTouch, CapSense и т. Д.). Некоторые люди ставят наземные плоскости под датчики, другие вырезают наземные плоскости под датчиками. Мне не ясно, какой путь лучше в целом.


7

Заземление необходимо очистить для высоких напряжений, например. сеть для удовлетворения правил утечки и очистки для безопасности.

Непрерывная плоскость на одной стороне, которая не совпадает с областью аналогичного размера на другой стороне, приводит к деформации доски из-за натяжения, создаваемого медью.

Неподключенные кусочки меди действуют как антенны и могут увеличить шум в вашей цепи. Обычно их лучше устранять, если вы не можете соединить их с землей.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.