He visto muchos PCB de 2 capas que se vierten en el suelo tanto en la capa superior como en la inferior. Me preguntaba por qué hacer eso. y ¿no sería mejor usar la capa superior para la potencia y las señales y la capa inferior para la tierra para simplificar el enrutamiento y también aprovechar la capacitancia entre los planos?
El buen diseño y la conexión a tierra parecen ser mal entendidos, por lo que la religión encuentra un punto de apoyo. Tiene razón, realmente hay muy pocas razones para usar tanto la parte superior como la inferior de un tablero de dos capas para el suelo.
Lo que normalmente hago para tablas de dos capas es colocar la mayor cantidad posible de interconexiones en la capa superior. Aquí es donde los pines de las partes ya están de todos modos, por lo que es la capa lógica que se utiliza para conectarlas. Desafortunadamente, normalmente no puede enrutar todo en una sola capa. Prestar atención y pensar cuidadosamente acerca de la colocación de las partes ayudará con esto, pero en el caso general no es posible enrutar todo en un plano. Luego utilizo el plano inferior para "puentes" cortos solo cuando es necesario para que el enrutamiento funcione. El plano inferior es de otra manera molido.
El truco es mantener estos puentes en la capa inferior cortos y no apoyados entre sí. La métrica de cuán bueno queda un plano de tierra es la dimensión lineal máxima de un agujero, no el número de agujeros. Un puñado de rastros cortos de 200 mil dispersos no impedirá que el plano de tierra haga su trabajo. Sin embargo, la misma cantidad de rastros de 200 mil acumulados para formar una isla de una pulgada de ancho es una interrupción mucho mayor. Básicamente, quieres que el terreno fluya alrededor de todas las pequeñas interrupciones.
Establezca el costo del enrutador automático para la capa inferior alta y no lo penalice demasiado por las vías. Esto colocará automáticamente la mayoría de las interconexiones en la capa superior. Desafortunadamente, los algoritmos de enrutador automático que he visto no parecen estar ajustados para no agrupar los puentes. En Eagle, por ejemplo, está el parámetro abrazar . Incluso si apagas esto, todavía obtienes saltones agrupados. Deje que el enrutador automático haga el trabajo duro y luego limpie las cosas. A veces se puede detectar un caso en el que una pequeña reorganización puede eliminar un puente por completo. Sin embargo, la mayor parte de su tiempo lo dedicará a separar los puentes para no formar grandes islas.
En cuanto a los aviones de poder, eso es sobre todo religión tonta. Dirija la alimentación como cualquier otra señal, aunque en este caso debe considerar la caída de voltaje debida a la resistencia de la traza, ya que los rastros de potencia probablemente manejan una corriente significativa. Afortunadamente, incluso las trazas de cobre de 1 oz en una PCB tienen una resistencia bastante baja. Puede hacer que las trazas de potencia sean de 20 mil o lo que sea, en lugar de 8 mils para trazas de señales. En cualquier caso, el punto es que la resistencia de CC es importante, pero generalmente no es un gran problema a menos que tenga un diseño de alta corriente.
La impedancia de CA no es tan relevante, que la gente religiosa parece no percibir. Esto se debe a que la alimentación de energía se desvía localmente al plano de tierra en cada punto de uso. Si tiene un buen plano de tierra, no necesita planos de potencia separados para la mayoría de los diseños ordinarios, simplemente desvíese de cada cable de alimentación de cada parte. La tapa de derivación se conecta directamente entre los pines de alimentación y tierra, luego hay una vía derecha en el pin de tierra para conectarse al plano de tierra en la capa inferior.
La corriente de bucle de potencia de alta frecuencia de una parte debe salir del pin de alimentación, a través de la tapa de derivación y volver al pin de tierra sin correr nunca a través del plano de tierra. Esto significa que no usa una vía separada para el lado de tierra de la tapa de derivación. Conéctelo directamente al pin de tierra en el lado superior, luego conecte esa red al plano de tierra con una vía en un solo punto. Esta técnica ayudará mucho con las emisiones de RF y la limpieza en general.
Tener un plano de poder en la parte superior y tierra en la parte inferior difícilmente daría capacidad.
\ $ C = k \ cdot \ epsilon_0 \ cdot A / d \ $
donde k es la permitividad relativa, aproximadamente 4.5 para FR4, \ $ \ epsilon_0 \ $ es la permitividad del espacio vacío, 8.85 pF / m, \ $ A \ $ es el área en metros cuadrados, y \ $ d \ $ es la distancia tambien en metro. Una PCB de tamaño Eurocard es de 160 mm \ $ \ veces \ $ 100 mm, con un grosor de 1,6 mm, que es
\ $ C = 4.5 \ cdot 8.85 pF / m \ cdot 0.016 m ^ 2 / 0.0016 m = 400 pF \ $
Los condensadores de desacoplamiento le darán mucho más. Además, si está desconectado correctamente, no importa si usa tierra o electricidad para los vertidos de cobre; Para HF deben ser iguales. Por lo general, se elige tierra porque esa red tendrá la mayoría de las conexiones y será más fácil conectar las diferentes coladas de cobre aisladas en la parte superior a la colada de cobre en el otro lado.
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