Apakah ada alasan * tidak * untuk memiliki pesawat ground tembaga-tuangkan pada PCB?

22

Saya mengambil langkah pertama merancang PCB dari awal. Saya sedang mempertimbangkan menggunakan proses fabrikasi pabrik CNC, dan sepertinya dengan proses ini saya ingin menghapus tembaga sesedikit mungkin. Sebuah pesawat tanah gaya tembaga-tuangkan tampaknya akan menjadi cara yang baik untuk mengatasi kendala ini.

Tetapi saya perhatikan bahwa desain PCB yang relatif sedikit memiliki bidang tanah, dan bahkan yang sering memilikinya hanya di area spesifik papan. Mengapa demikian? Apakah ada alasan untuk tidak memiliki pesawat tanah tuang tembaga yang menutupi sebagian besar PCB?

Dalam hal ini relevan, rangkaian yang saya rancang adalah colokan konverter D / A 6-bit. Potongan pertama pada tata letak PCB saya (yang tidak termasuk bidang tanah) ditunjukkan di bawah ini.

Steker konverter D / A 6-bit

pcb layout ground Kaelin Colclasure
sumber
Saya mendapat kesan bahwa dibutuhkan pabrik CNC yang cukup presisi (mahal) untuk melakukan PCB dengan andal pada CNC.
rfusca
Melakukan perutean dan lubang di satu mesin dapat mengurangi biaya. Tidak pernah menggunakannya untuk apa pun kecuali prototipe.
rozon
@ rfusca - Saya telah menggunakan dua pabrik PCB yang berbeda. Tidak tahu biaya, tetapi mereka sangat berdaya rendah dibandingkan dengan pabrik pemotongan logam, memiliki bit yang sangat sempit, berkecepatan tinggi, dan memiliki jangkauan yang sangat terbatas pada sumbu Z. Melakukannya dengan pabrik CNC generik itu sulit, melakukannya dengan router PCB itu mudah.
Kevin Vermeer
@Kaelin - Apakah ini tata letak lengkap Anda, atau ada beberapa sisi? Sepertinya pin 3 dari J1 tidak akan ke mana-mana, dan ada dua vias misterius, satu di antara R1 dan J2 dan satu di bawah pin 1 dari J1. Apa yang terjadi dengan jejak itu?
Kevin Vermeer
@KevinVermeer - Ya itu tata letak lengkap dari papan layer tunggal, tapi itu adalah snapshot dari apa yang sedang dalam proses. Dua "vias" misterius itu adalah penanda pin 1 pada lapisan sutera atas. (Skema warna agak sulit untuk diuraikan dalam snap layar kecil ini.) Saya memang membuat papan ini menggunakan CNC. Saya tidak mencoba membuat pesawat tanah tetapi hanya meninggalkan beberapa area tembaga di papan untuk menghemat waktu. Sekarang saya condong menjauh dari praktek itu, meskipun, karena membuat solder berantakan (karena saya tidak menerapkan topeng solder, dan dengan demikian fluks cenderung lari ke daerah-daerah dan mengikuti solder).
Kaelin Colclasure

Jawaban:

23

Pesawat ground secara umum hampir selalu merupakan hal yang baik, tetapi jika digunakan secara salah dapat benar-benar merusak kualitas papan Anda.

Papan khas seperti yang Anda miliki di sini akan memiliki 1 lapisan yang didedikasikan untuk menjadi tanah tuangkan hanya tanpa jejak yang berjalan di atasnya. Namun, sepertinya Anda ingin membuat lapisan atas Anda memiliki tanah tuang sehingga Anda tidak harus menghapus semua tembaga tambahan itu. Melakukan tuangkan tanah pada lapisan dengan banyak jejak sebenarnya bukan bidang tanah sama sekali, tetapi Anda dapat menganggapnya sebagai jejak tanah dengan ukuran yang bervariasi di sekitar papan Anda. Sulit untuk mengatakan apakah itu benar-benar akan merusak integritas sinyal dari desain, tetapi saya dapat mengatakan dengan pasti bahwa itu tidak akan memberikan manfaat yang sama dengan pesawat darat.

Biasanya ketika saya melihat papan giling seperti ini, tembaga akan dibiarkan tidak terhubung pada area papan yang tidak digunakan. Ini memberikan manfaat karena mengetahui bahwa jika Anda secara tidak sengaja menyingkat satu baris ke tembaga yang tidak digunakan, Anda tidak akan mengalami kesulitan untuk membumihanguskan yang dapat membunuh beberapa IC. Ini juga bisa menjadi negatif meskipun karena secara tidak sengaja korsleting ke sepotong tembaga yang tidak terpakai dapat berubah menjadi antena yang bagus dan menangkap suara yang mungkin membuat Anda kesulitan mencari sumbernya.

Saya menyadari jawaban saya mungkin bukan jawaban langsung untuk apa yang ingin Anda ketahui, tetapi sangat sulit untuk memprediksi konfigurasi apa yang terbaik untuk Anda. Tetapi, jika itu adalah desain saya, saya akan terus maju dan hanya meninggalkan tembaga tambahan di atas papan, tetapi meninggalkannya terputus dari segalanya.

Kellenjb
sumber
Ini persis seperti saran praktis yang saya harapkan ... Terima kasih! Saya belum melihat adanya PCB yang digiling sebelumnya, dan tidak yakin dengan kelayakan hanya membiarkan tembaga ekstra tidak terhubung.
Kaelin Colclasure
Adapun papan yang Anda lihat yang memiliki tuangkan tembaga di bagian kecil dari papan, ini biasanya cincin penjaga yang pada dasarnya mencegah kebisingan frekuensi tinggi untuk berpindah dari satu sisi ke sisi lain. Cincin pelindung ini juga biasanya diikat ke bidang tanah melalui banyak vias.
Kellenjb
11

Induktor inti udara tidak boleh digunakan dengan fluksnya melewati bidang tanah; jika tidak, bidang tanah bertindak seperti transformator parasit dengan putaran pendek.

Saya harus berurusan dengan ini dalam desain yang buruk yang dibuat oleh kontraktor dan itu tidak menyenangkan.

Jason S
sumber
2
Sebagai seseorang yang sedang belajar desain PCB sekarang, potongan-potongan kecil dari pengalaman orang-orang seperti itu sangat berharga!
Mark K Cowan
7

Seperti yang dikatakan Kellenjb, bidang tanah dan tanah hampir selalu merupakan hal yang baik.

Sejauh ini, saya hanya menemukan dua situasi untuk menghindari meletakkan tuangkan tanah atau pesawat ground pada PCB (tidak ada yang berlaku untuk konverter D / A):

  • Pemancar RF, khususnya: tidak ada bidang tanah di dekat "antena PCB" yang sering digunakan untuk RFID. a b c
  • Lampu CCFL: "bidang tanah tidak boleh ditempatkan di bawah atau di dekat sisi mengambang tegangan tinggi" ( IRS2552D ); "tanah ... pesawat harus dilegakan dengan setidaknya 1/4" di daerah tegangan tinggi "- Jim Williams, LTS AN65 (Saya membayangkan ini berlaku untuk frekuensi tinggi, sistem tegangan tinggi lainnya seperti jenis lain dari lampu neon dan kumparan Tesla)

Kasing ketiga yang mungkin adalah sensor sentuh kapasitif (CapTouch, CapSense, dll). Beberapa orang meletakkan pesawat tanah di bawah sensor, yang lain memotong pesawat tanah di bawah sensor. Bagi saya tidak jelas jalan mana yang lebih baik secara keseluruhan.

davidcary
sumber
7

Pesawat ground harus dibersihkan untuk tegangan tinggi misalnya. listrik untuk memenuhi aturan rambat dan izin untuk keamanan.

Pesawat kontinu di satu sisi yang tidak cocok dengan area dengan ukuran yang sama di sisi lain mengarah ke papan melengkung karena ketegangan yang diberikan oleh tembaga.

Bit tembaga yang tidak terhubung berfungsi sebagai antena dan dapat meningkatkan kebisingan di sirkuit Anda. Anda biasanya lebih baik menghilangkannya jika Anda tidak dapat menghubungkannya ke ground.

Martin
sumber