Teoría de EMC sobre vertidos de cobre
Es bueno usar un vaciado de cobre para planos de potencia y tierra. El uso de un vertido de cobre en capas que contienen señales es peligroso desde un punto de vista de EMC. ¿Por qué es esto?
Usar un vertido de cobre en capas que contienen señales es peligroso porque es sorprendentemente fácil crear bucles actuales. El voltaje inducido (radiación externa que causa un voltaje en su traza) y la radiación de salida (su traza que causa la radiación) están directamente relacionados con el área alrededor de la cual fluye la corriente. Esta relación se conoce como Ley de Circuital de Ampére (una de las ecuaciones de Maxwell, que son la base de la EMC ), y puede expresarse como
$$ \ oint H * d \ ell = I_ {enc} $$
donde \ $ I_ {enc} \ $ es la corriente a través de la superficie definida por el circuito. Haciendo un supuesto generoso (pero práctico) de que la corriente en el espacio libre y el campo magnético están distribuidos uniformemente, esto significa que la corriente inducida está directamente relacionada con el área de la superficie.
En una configuración normal, esta superficie es un rectángulo que se ejecuta directamente debajo de su trazado en el plano de tierra. Su ancho es justo el grosor de su PCB. ¡Esto es bastante pequeño!
Sin embargo, es muy fácil desarrollar accidentalmente una placa que pasa corriente en una traza grande y tortuosa con un área de varias pulgadas cuadradas. La adición de colada de cobre para sus capas de suministro es una forma fácil de asegurarse de no hacer esto. Puede pasar las vías a través de este plano sin afectar mucho los resultados, pero cortar este vertido de cobre durante un largo recorrido niega completamente su efectividad.
Los tableros de dos capas a menudo (casi siempre) comparten el poder y el terreno con los niveles de señal, por lo que los diseñadores generalmente intentan unir grupos de rastros con algunas vías y un trazo grueso que conecta el plano roto en el otro lado del tablero. La discontinuidad introduce cierta impedancia en la ruta, y esto agrega algo de área al bucle actual, pero generalmente es evitable en tableros con más capas de poder.
Para una placa de múltiples capas, agregar un plano de cobre roto no es un problema porque puede conectar el plano roto al plano interno intacto sin demasiados problemas. Solo agrega vias en un patrón de cuadrícula de 500 mil y tómalo como bueno. Elimine los que necesite eliminar para la colocación de piezas y el enrutamiento de seguimiento, pero recuerde agregar uno o dos de vuelta para compensar la pérdida y evitar la creación de esos bucles de corriente nocivos. Sugiero conectar ambos lados a la GND.
Problemas de fabricación con vertidos de cobre
Otra razón para considerar agregar un vertido de cobre es un problema puramente mecánico. El recubrimiento de cobre de una PCB en un lado solo puede hacer que la base FR4 se deforme (lo que es malo ). Por esta razón, los PCB a menudo tienen un plano sombreado en áreas que tienen densidades de traza notablemente más bajas.
Para su placa de múltiples capas con planos separados de potencia y tierra, es razonable esperar que la densidad del cobre en cada capa sea bastante consistente en la superficie de su PCB. No deberías tener que preocuparte por esto.
¡Teoría y antecedentes suficientes! ¿Cuál es la respuesta?
En tu situación, probablemente me saltearía el vertido de cobre. Ya tienes planos de poder y tierra, por lo que ganarías poco en los pasos de diseño y problemas de EMC.
Si desea agregarlo a la apariencia, tener conexiones a tierra adicionales para sondeo o retrabajo, mejorar sus características de EMC o agregar disipador de calor adicional, debe conectarlo a tierra. Dices que no quiero usar micro-vias para decirlo a GND pero eso es precisamente lo que se debe hacer. Suponiendo que no fabrique el tablero, estas vías serán cortadas por las máquinas. Probablemente no te costará nada (no necesitan ser micro vias ...), y no agregará mucho tiempo al proceso de diseño.