ฉันควรใส่อะไรในเลเยอร์ PCB ที่ว่างเปล่าเกือบ?

15

ฉันมี PCB 4 เลเยอร์ 3 "x3" ที่สแต็กของฉันคือ:

Signal 1
Ground
5v Power
Signal 2

เลเยอร์สัญญาณของฉัน 1 มีร่องรอยเล็กน้อยที่มีความถี่ 500 MHz, ADC ความละเอียดสูงและวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ / usb ฉันมีตัวเชื่อมต่อ SMA ที่ถือ 500 MHz บนบอร์ด ปัจจุบันนี้เพิ่งจะ "เปิดโล่ง" นั่งบนม้านั่งทดสอบ แต่ในระยะยาวจะสิ้นสุดในกรณีที่ทุกอย่างจะถูกบรรจุภายใน

เลเยอร์สัญญาณของฉัน 2 แทบไม่มีอะไรเลยโดยเฉพาะมันมีดังต่อไปนี้:

MCLR จากตัวเชื่อมต่อโปรแกรมเมอร์ที่มีความยาว 0.1 "
ข้อมูล SPI และสายนาฬิกาที่มีความยาวประมาณ 0.1 นิ้ว
แรงดันไฟฟ้าลบ (สำหรับการจ่ายไฟ 2 op-amps) ติดตามที่ยาวประมาณ 2 "

ฉันรู้สึกว่ามันค่อนข้างเสียเปล่าที่มี PCB ที่ไม่ได้ใช้งานมาก ฉันกำลังพิจารณาตัวเลือกต่อไปนี้:

เติมเลเยอร์ด้วยรางแรงดันลบของฉัน
เติมเลเยอร์กับพื้นดิน
ปล่อยให้ชั้นว่าง

มีประโยชน์ของตัวเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งมากกว่าตัวเลือกอื่น ๆ หรือไม่ ปกติจะทำอะไรในสถานการณ์เหล่านี้

รายละเอียดเพิ่มเติมบางส่วน

ระบบจะดึงสูงสุด 300 mA ออกจากราง 5v ในขณะที่ราง -5v จะมีโหลดประมาณ 2 mA เท่านั้น

pcb-design

— Kellenjb
แหล่งที่มา

สิ่งนี้จะถูกวางไว้ภายในกล่อง ณ จุดใดจุดหนึ่งหรือไม่และมีสัญญาณถูกส่งออกจากกล่องบนสายเคเบิลหรือไม่?

— Kortuk

ไม่แน่ใจว่าเหมาะสมหรือไม่ แต่คุณสามารถใช้พื้นที่ว่างเพื่อสร้างพื้นที่ต้นแบบที่ทำให้อุปกรณ์ของคุณง่ายต่อการดัดแปลง / แฮ็ค ถ้าเป็นแบบนี้เหมาะที่ฉันสามารถทำให้มันเป็นคำตอบที่เหมาะสม

— จิม

@Kortuk อัพเดทคำถาม

— Kellenjb

@Jim อาจไม่เป็นประโยชน์มากสำหรับโครงการนี้ ผลประโยชน์ที่ฉันเห็นได้คือการทำลายพินพิน PIC ที่ไม่ได้ใช้บางส่วนของฉัน แต่ไม่ต้องการที่จะทำลายความสมบูรณ์ของสัญญาณของฉันที่อื่น

— Kellenjb

7

ฉันคิดว่าคุณควรทำในสิ่งที่นักออกแบบ Commodore Amiga ทำและวาดภาพลงบนมัน

— Majenko

15

สิ่งที่จะทำโดยทั่วไปในอุตสาหกรรมในกรณีเหล่านี้สมมติว่าการปฏิบัติที่พื้นดินเติมตามที่ปรากฏในคำตอบอื่น ๆ ไม่ได้ให้ประโยชน์ที่สำคัญคือสิ่งที่เรียกว่าลักขโมย

การขโมยประกอบด้วยการปกปิดชั้นนอกขนาดใหญ่ของชั้นนอกที่ไม่ได้ใช้ซึ่งมีรูปแบบของรูปทรงโดยปกติเพชรหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสตัดการเชื่อมต่อจากกัน รูปร่างเหล่านั้นจะถูกเก็บไว้จากคุณสมบัติอื่น ๆ เช่นหลุมขอบกระดานหรือร่องรอย จุดประสงค์เพียงอย่างเดียวของการลักขโมยคือเพื่อเพิ่มความสามารถในการผลิตโดยการทำให้ความหนาของ PCB คงที่เนื่องจากพื้นที่เฉพาะบนกระดานพูดครึ่งตารางนิ้ว

ลูกกลิ้งที่ใช้ในการเคลือบเลเยอร์เข้าด้วยกันจะไม่ออกแรงมากเท่ากับพื้นที่ที่มีทองแดงซึ่งอาจนำไปสู่การแยกออก (ดูเหมือนจุดไฟภายในบอร์ด)

— Mike DeSimone
แหล่งที่มา

1

สิ่งนี้แตกต่างจากทองแดงที่ไม่ได้เชื่อมต่อกันอย่างไร?

— stevenvh

5

ความแตกต่างคือการขโมยเป็นชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของทองแดงที่ไม่ได้เชื่อมต่อซึ่งกันและกัน สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้กระแสน้ำวนสร้างความร้อนและพลังงานในการจับและป้องกันไม่ให้แหล่งที่มาของความจุกาฝาก (ทุกสิ่งที่เครื่องบินอยู่ใกล้เชื่อมต่อกับมันด้วยความจุจรจัดสร้างเส้นทาง crosstalk นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับการเติมภาคพื้นดินเพราะหลังดูเหมือนจะมีความจุจรจัดกับพื้นโดยไม่มี crosstalk ที่สำคัญ)

— Mike DeSimone

และความหนาแน่นทองแดงโดยเฉลี่ยอยู่ใกล้กับความหนาแน่นทองแดงในวงจรทั่วไปดังนั้นอีพอกซีพรี preg จะมีปริมาณทองแดงและช่องว่างที่เท่ากันในการไหลเข้า ทองแดงตันแข็งเป็นเพียง 'ไม่ดี' เป็นทองแดงไม่มีชั้นภายใน ชั้นบนสุดอาจเป็นของแข็ง (บางครั้งทหารจะก่อตัวเป็นกริดกระป๋อง) หรือกริดเทถ้าต้องการโล่ กริดมีคุณสมบัติทางความร้อนใกล้เคียงกับพื้นที่ของวงจรซึ่งเป็นประโยชน์มากในระหว่างการบัดกรีและจะไม่เกิดการบัดกรีได้มากเมื่อคลื่นดีบุก

— KalleMP

จุดที่ดีแม้ว่ารถปิคอัพประสานสามารถป้องกันได้โดยเพียงแค่ครอบคลุมกริดหรือลวดลายที่เป็นของแข็งด้วยหน้ากากประสาน (ตรงไปตรงมาถ้าคุณทำ Wave บัดกรีโดยไม่มีหน้ากากประสานคุณไม่ควรกังวลเกี่ยวกับคุณภาพมากเกินไปคุณจะได้รับสิ่งที่คุณได้รับ)

— Mike DeSimone

7

เปลี่ยนพลังงานเชิงลบเป็นเท (ผลกระทบเล็กน้อย แต่คุณมีพื้นที่)

ทำพื้นเทบนส่วนที่เหลือของชั้น ... แต่ ... ใช้จุดจบ stiching จำนวนมากเพื่อผูกไว้กับระนาบพื้นภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีทองแดงกำพร้า เป้าหมายของคุณคือ "แซนวิช" เครื่องบินพลังงาน DC ในทุกด้านที่เป็นไปได้โดยการต่อสายเข้าด้วยกันซึ่งจะลดความต้านทาน RF ลงดินจากแหล่งจ่ายไฟ 5V เพื่อรักษาความสะอาด

หากบอร์ดมีขนาดใหญ่ขึ้นคุณสามารถใช้พื้นที่ในการโรยตัวเก็บประจุแยกชิ้นรอบ ๆ บนชั้นนี้โดยผูก + 5V ลงไปที่พื้น ทุก 3/4 นิ้วหรือมากกว่านั้นในกริด ถ้าบอร์ดมีขนาดเล็กการถอดรหัสบนไอซีนั้นน่าจะเพียงพอ

การราดด้านบนไม่ใช่ความคิดที่ดีแม้ว่ามันจะขึ้นอยู่กับการจัดวาง

นี่คือตัวอย่างของสิ่งที่ฉันหมายถึงโดยใช้จุดแวะมากมายเพื่อคู่เทลงบนระนาบพื้น:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

— เครื่องหมาย
แหล่งที่มา

10

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดเย็บของคุณไม่ได้อยู่ใกล้กันมากเกินไป กฎทั่วไปของหัวแม่มือคือการทำให้พวกเขาอย่างน้อยหนึ่งความหนาของบอร์ดออกจากกัน นี่เป็นเพราะเนื่องจากกระแสที่ไหลบนจุดแวะเหล่านี้ไปในทิศทางเดียวกันการเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างจุดกึ่งกลางที่อยู่ติดกันจะเพิ่มความต้านทานของจุดกระแสที่เกี่ยวข้อง

— Mike DeSimone

3

บอร์ด HF ของคุณมีมาก (นับ MHz หรือแม้แต่ 100MHz) ถ้าไม่ใช่บางทีคุณสามารถกำจัดชั้นในและวางส่วนประกอบทั้งสองด้านเพื่อให้คุณสามารถกำหนดเส้นทางอวนพลังงานในพื้นที่ว่างที่คุณได้รับด้วยวิธีนี้ การจัดวางองค์ประกอบสองด้านมีราคาถูกกว่าบอร์ด 4 ชั้นมาก

แก้ไข
เนื่องจากคุณดูเหมือนจะมี VHF อยู่ฉันจะเติมด้วยแคป decouplingและเทระนาบกราวด์ที่สองหรือระนาบพาวเวอร์ ถ้าแยกส่วนอย่างเหมาะสมสำหรับ HF ระนาบพลังงานทั้งหมดนั้นมีศักยภาพเท่ากันดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าคุณจะเทอะไรไว้ที่นี่

ฉันยังวางคะแนนการทดสอบให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ที่ด้านล่างของบอร์ดรวมถึงแผ่นสำหรับการเขียนโปรแกรมในวงจร (ดูคำตอบของฉันนี้ด้วย)

— stevenvh
แหล่งที่มา

1

เหตุผลใดที่คุณพูดว่ากราวนด์เทอร์แทนที่จะใช้พลังเชิงลบเทอย่าง BarsMonster แนะนำ? และแน่นอนว่า IC ทุกตัวมีการถอดรหัสที่เหมาะสม

— Kellenjb

V_{D D}

$V_{DD}$

G N D

$GND$

2

--2 ในกรณีนี้ควรจะดีที่สุด - เนื่องจากระยะห่างระหว่างสัญญาณ 2 กับกำลังน้อยมันจะทำหน้าที่เหมือนตัวเก็บประจุแบบกระจายและจะช่วยให้มีเสถียรภาพและประสิทธิภาพของ EMI

--3 ไม่มีประโยชน์

--1 ยุ่งยากมากเกินไปสำหรับผู้ใช้ V ลบคนเดียว

แต่โดยส่วนตัวฉันชอบบอร์ด 2 ด้านบางทีคุณอาจใช้จัมเปอร์ 0 โอห์มไม่กี่ตัวและมันอาจจะถูกกว่าการผลิต

— BarsMonster
แหล่งที่มา

3

ทำไม 2 ไม่ให้ประโยชน์อะไรเลย? ระยะทางสั้น ๆ จะไม่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่ดีของสาย 5v ซึ่งใช้มากกว่าสาย -5v หรือไม่ 3 เป็นเรื่องที่ยุ่งยากอย่างไรมันเป็นงานน้อยที่สุด (อย่างที่ไม่ได้ทำงาน) เนื่องจากมันเป็นอย่างไรในปัจจุบัน?

— Kellenjb

@ Kellenjb Hehe นั่นคือ stackoverflow ลำดับใหม่คะแนนของฉัน lol :-D โปรดดูลำดับที่ถูกต้องตอนนี้ :-D

— BarsMonster

# 2: ความจุน้อยที่สุด ประโยชน์ที่แท้จริงคือการลดการเหนี่ยวนำของระนาบกราวด์นอกเหนือจากการป้องกันเอฟเฟกต์

— Mike DeSimone