PCB üzerinde bakır dökülmüş topraklama düzlemine sahip olmama * nedenleri var mı?


22

Sıfırdan bir PCB tasarımı konusunda ilk adımı alıyorum. Bir CNC fabrikası imalat işlemi kullanmayı düşünüyorum ve bu işlemle mümkün olduğu kadar az bakır çıkarmak istiyorum gibi görünüyor. Bakır dökümü tarzındaki bir yeryüzü düzlemi bu kısıtlamanın üstesinden gelmenin iyi bir yolu gibi görünüyor.

Ancak, nispeten az sayıda PCB tasarımının bir zemin düzlemine sahip olduğunu ve hatta çoğu zaman yalnızca tahtanın belirli alanlarında bulunanlara dikkat ettim. Neden? PCB'nin çoğunu kaplayan bakır dökülmüş topraklama düzlemine sahip olmamanın nedenleri var mı?

İlgili olması durumunda, tasarladığım devre 6 bitlik bir D / A dönüştürücü fişidir. Benim PCB düzeni de birinci kesim (yok ki değil zemin düzlemini dahil) aşağıda gösterilmiştir.

6-bit D / A dönüştürücü fişi


Bir CNC üzerinde güvenilir bir şekilde PCB yapmanın oldukça hassas (yani pahalı) bir CNC fabrikası gerektirdiği izlenimini edindim.
rfusca

Bir makinede yönlendirme ve delik yapmak maliyeti azaltabilir. Asla prototip dışında hiçbir şey için kullanmadın.
rozon

@ rfusca - İki farklı PCB fabrikası kullandım. Maliyeti hakkında hiçbir fikrim yok, ancak metal kesme fabrikalarına kıyasla çok düşük güçte, çok dar, yüksek hızlı bitlere ve Z ekseninde çok sınırlı bir menzile sahipler. Genel bir CNC değirmeni ile yapmak zordur, bir PCB yönlendirici ile yapmak kolaydır.
Kevin Vermeer

@Kaelin - Bu sizin tamamlanmış mizanpajınız mı, yoksa çok tarafı var mı? Görünüşe göre J1'in 3. pimi hiçbir yere gitmiyor ve biri R1 ve J2 arasında ve biri J1'in 1. piminin altında olmak üzere iki gizemli vize var. Bu izlerle neler oluyor?
Kevin Vermeer

@KevinVermeer - Evet, tek katmanlı anakartın tam mizanpajı, ancak devam eden bir çalışmanın anlık görüntüsü. Bu iki gizemli "viyana", üst ipek katmanındaki pin 1 işaretleridir. (Bu küçük ekran görüntüsünde renk şemasını deşifre etmek biraz zor.) Bu kartı CNC kullanarak yaptım. Bir yer düzlemi yapmaya çalışmadım ama biraz zaman kazanmak için tahtaya biraz bakır alan bıraktım. Şimdi, dağınık lehimleme için yaptığı gibi, bu uygulamadan uzak duruyorum (çünkü herhangi bir lehim maskesi uygulamıyorum ve bu nedenle de akı bu bölgelere koşuyor ve lehim takip ediyor).
Kaelin Colclasure

Yanıtlar:


23

Genel olarak yer düzlemleri hemen hemen her zaman iyi bir şeydir, ancak yanlış kullanılırsa aslında panelinizin kalitesini incitebilir.

Burada olduğu gibi tipik bir tahtada, üzerinde hiçbir iz bırakmadan dökülen bir zemin olması için 1 katman olacaktır. Bununla birlikte, üst katmanınızın zemine dökülmesini istiyorsanız, bu fazladan bakırın hepsini çıkarmak zorunda kalmayacaksınız gibi geliyor. Zemin yapmak, çok fazla iz bırakan bir katmanın üzerine dökmek, aslında bir zemin düzlemi değildir; bunun yerine, tahtanızın her yerinde değişen boyutlarda bir zemin izi olarak düşünebilirsiniz. Tasarımın sinyal bütünlüğüne gerçekten zarar verip vermeyeceğini söylemek zor, ancak kesin olarak bir yer düzleminin alacağı aynı faydayı sağlayamayacağını söyleyebilirim.

Tipik olarak bu şekilde öğütülmüş tahtaları gördüğümde, kullanılmamış tahta alanlarında bakır bağlı kalmayacak. Bu, kullanılmayan bakırın yanlışlıkla bir çizgisini kısaltırsanız, bazı IC'leri öldürebilecek toprağa kısa bir zorluk yaşamayacağınızı bilmek bir avantaj sağlar. Bu aynı zamanda büyük bir kullanılmamış bakır parçasına yanlışlıkla kısa devre yapmak, güzel bir antene dönüşebilir ve kaynağını avlamakta zorlandığınız gürültüyü toplayabileceği için olumsuz olabilir.

Cevabımın bilmek istediklerinize doğrudan bir cevap olmayabilir, ancak hangi yapılandırmanın sizin için en iyi olacağını tahmin etmek çok zordur. Ama benim tasarımım olsaydı, devam ederdim ve fazladan bakırı tahtaya bırakırdım, ama her şeyden kopmasın.


Bu tam olarak umduğum pratik öneri türü… Teşekkürler! Daha önce öğütülmüş herhangi bir PCB görmedim ve yalnızca fazladan bakırın bağlantısız bırakılmasının tavsiye edildiğinden emin değildim.
Kaelin Colclasure

Tahtanın küçük bir bölümünde bakır döküldüğünü gördüğünüz tahtalara gelince, bunlar genellikle yüksek frekanslı gürültünün bir taraftan diğerine geçmesini engelleyen koruyucu halkalardır. Bu koruyucu halkalar ayrıca genellikle birçok düzlemde yer düzlemine bağlanır.
Kellenjb

11

Hava çekirdekli indüktörler akı bir yer düzleminden geçerken kullanılmamalıdır; Aksi halde, yer düzlemi kısa dönüşlü bir parazitik transformatör gibi davranır.

Bir müteahhit tarafından yapılan kötü bir tasarımla bununla uğraşmak zorunda kaldım ve bu eğlenceli değildi.


2
Şimdi PCB tasarımını öğrenen biri olarak, insanların deneyimlerinin bu gibi küçük parçaları paha biçilmezdir!
Mark K Cowan

7

Kellenjb'nin dediği gibi, yer düzlemleri ve yer akıntıları neredeyse her zaman iyi bir şeydir.

Şimdiye kadar, bir PCB'ye toprak dökümü veya topraklama düzlemi koymaktan kaçınmak için sadece iki durumla karşılaştım (ikisi de D / A dönüştürücüler için geçerli değildir):

  • Özellikle RF vericileri: RFID için sıklıkla kullanılan "PCB antenleri" yakınında zemin düzlemi yoktur. a b c
  • CCFL lambaları: "yer düzlemi yüksek voltaj yüzer tarafının altına veya yanına yerleştirilmemelidir" ( IRS2552D ); "toprak ... uçaklar yüksek voltaj bölgesinde en az 1/4" oranında serbest bırakılmalıdır "- Jim Williams, LTS AN65 (Bunun, diğer türler gibi diğer yüksek frekanslı, yüksek voltajlı sistemler için de geçerli olduğunu düşünüyorum.) floresan lambalar ve Tesla bobinleri)

Muhtemel bir üçüncü durum, kapasitif dokunmatik sensörlerdir (CapTouch, CapSense, vb.). Bazı insanlar sensörlerin altına yer düzlemi koyar, bazıları sensörlerin altındaki yer düzlemini keser. Genel olarak hangi yolun daha iyi olduğu bana açık değil.


7

Yüksek gerilimler için toprak düzleminin boşaltılması gerekir, örn. Şebeke emniyeti ve güvenlik kurallarını yerine getirme.

Bir tarafta, diğer taraftaki benzer boyutta bir alana uymayan sürekli düzlem, bakırın sağladığı gerginlik nedeniyle tahtanın çarpmasına neden olur.

Bağlantısız bakır parçaları anten görevi görür ve devrenizdeki gürültüyü artırabilir. Eğer toprağa bağlayamazsanız, onları elimine etmekte genellikle daha iyi olursunuz.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.