Есть ли причины *не* иметь заземляющий слой из меди на печатной плате?

Я делаю первый шаг в разработке печатной платы с нуля. Я рассматриваю возможность использования процесса изготовления фрезерного станка с ЧПУ, и похоже, что с помощью этого процесса я хотел бы удалить как можно меньше меди. Заземляющая пластина в виде медной заливки, по-видимому, является хорошим способом устранить это ограничение.

Но я заметил, что относительно немногие конструкции печатных плат имеют заземляющий слой, и даже те, которые имеют его, часто имеют его только в определенных областях платы. Почему это? Есть ли причины не использовать медный заземляющий слой, покрывающий большую часть печатной платы?

Если это уместно, схема, которую я разрабатываю, представляет собой штекер 6-битного цифро-аналогового преобразователя. Ниже показан первый разрез моей разводки печатной платы ( без заземления).

Штекер 6-битного цифро-аналогового преобразователя

У меня сложилось впечатление, что для надежного изготовления печатных плат на ЧПУ требуется довольно точный (то есть дорогой) фрезерный станок с ЧПУ.
Выполнение фрезеровки и отверстий на одном станке может снизить стоимость. Однако никогда не использовал его ни для чего, кроме прототипов.
@rfusca - я использовал две разные мельницы для печатных плат. Понятия не имею о стоимости, но они очень маломощны по сравнению с металлорежущими фрезами, имеют очень узкие высокоскоростные биты и очень ограниченный диапазон по оси Z. Сделать это с помощью универсального фрезерного станка с ЧПУ сложно, а с помощью фрезерного станка для печатных плат — легко.
@Kaelin - Это ваш полный макет или есть несколько сторон? Похоже, что контакт 3 разъема J1 никуда не делся, и есть два загадочных переходных отверстия: одно между R1 и J2, а другое ниже контакта 1 разъема J1. Что происходит с этими следами?
@KevinVermeer - Да, это полный макет однослойной платы, но это снимок незавершенной работы. Эти два таинственных «отверстия» — это маркеры булавки 1 на верхнем шелковом слое. (Цветовую схему немного сложно разобрать на этом маленьком снимке экрана.) Я сделал эту доску с помощью ЧПУ. Я не пытался делать заземление, а просто оставил на плате несколько медных участков, чтобы сэкономить время. Однако теперь я отказываюсь от этой практики, так как она приводит к грязной пайке (потому что я не наношу паяльную маску, и, таким образом, флюс имеет тенденцию натекать на эти области, а припой следует за ними).

Ответы (4)

Грунтовые плоскости в целом почти всегда хороши, но при неправильном использовании они могут ухудшить качество вашей платы.

Типичная плата, как у вас здесь, будет иметь 1 слой, предназначенный только для заливки грунта, без следов на нем. Тем не менее, похоже, что вы хотите, чтобы ваш верхний слой имел грунтовую заливку, чтобы вам не пришлось удалять всю эту лишнюю медь. Выполнение заливки грунтом на слое с большим количеством дорожек на самом деле вовсе не плоскость земли, скорее вы можете думать об этом как о дорожке земли с различными размерами, идущими по всей вашей плате. Трудно сказать, действительно ли это повредит целостности сигнала конструкции, но я могу с уверенностью сказать, что это не даст такого же преимущества, как заземление.

Обычно, когда я вижу такие фрезерованные платы, медь остается неподключенной на неиспользуемых участках платы. Это дает преимущество знания того, что если вы случайно замкнете одну линию на неиспользуемый медный провод, вы не получите жесткого замыкания на землю, которое может вывести из строя некоторые микросхемы. Это также может быть негативным моментом, поскольку случайное замыкание на большой неиспользуемый кусок меди может превратиться в хорошую антенну и уловить шум, источник которого вам может быть трудно найти.

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

Это именно тот практический совет, на который я надеялся… Спасибо! Я не видел никаких печатных плат, которые были бы фрезерованы раньше, и не был уверен в целесообразности просто оставить лишнюю медь неподключенной.
Что касается плат, которые вы видите с медной заливкой в ​​небольшой части платы, то это обычно защитные кольца, которые существенно предотвращают переход высокочастотного шума с одной стороны на другую. Эти защитные кольца также обычно связаны с заземляющей пластиной через множество переходных отверстий.

Катушки индуктивности с воздушным сердечником не следует использовать, если их поток проходит через плоскость заземления; в противном случае плоскость заземления действует как паразитный трансформатор с короткозамкнутым витком.

Мне приходилось иметь дело с этим в плохом дизайне, сделанном подрядчиком, и это было не весело.

Для тех, кто сейчас изучает проектирование печатных плат, небольшие фрагменты человеческого опыта бесценны!

Как сказал Келленджб, наземные плоскости и наземные заливки почти всегда хороши.

До сих пор я сталкивался только с двумя ситуациями, чтобы избежать заливки земли или заземления на печатной плате (ни одна из них не применима к цифро-аналоговым преобразователям):

  • В частности, РЧ-передатчики: рядом с «антеннами на печатных платах», часто используемыми для RFID, нет заземления. а б в
  • Лампы CCFL: «плоскость заземления не должна располагаться под или рядом с плавающей стороной высокого напряжения» ( IRS2552D ); "земля... плоскости должны быть освобождены как минимум на 1/4 дюйма 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 подкладывают заземляющие пластины под датчики, другие вырезают заземляющие пластины под датчики. Мне не ясно, какой путь лучше в целом.

Заземляющий слой должен быть очищен для высокого напряжения, например. сети с соблюдением правил утечки и безопасного зазора.

Сплошная плоскость с одной стороны, которая не соответствует площади аналогичного размера с другой стороны, приводит к короблению платы из-за напряжения, создаваемого медью.

Неподключенные кусочки меди действуют как антенны и могут увеличить шум в вашей цепи. Обычно вам лучше их исключить, если вы не можете подключить их к земле.

Есть ли причины *не* иметь заземляющий слой из меди на печатной плате?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v