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接地环
PCB周围(有时还有PCB内的某些区域)被连接到GND的走线环所围绕。该环存在于所有PCB层上,并通过一堆通孔连接在一起。
为了解释它的作用,我需要描述一下当您没有接地环时会发生什么。假设在第2层上有一个接地层。在第1层上,您有一条信号迹线,一直延伸到接地层的边缘,并沿着边缘延伸了几英寸。从技术上讲,该信号走线直接在接地层上,但在边缘。在这种情况下,走线会比其他走线辐射更多的EMI,走线阻抗也不会得到很好的控制。只需将走线移到接地平面的边缘即可解决此问题。您将其“移入”越多越好,但是大多数PCB设计人员会将其至少移入0.050英寸。
当您使用电源飞机时,也会遇到类似的问题。电源平面应从GND平面的边缘移回。
在大多数PCB软件包中,很难执行这些规则以使迹线不能在平面边缘的0.050英寸之内。这不是不可能的,但是大多数PCB设计人员都很懒惰,不想设置这些复杂的规则。另外,这意味着PCB的某些区域根本没有有用的走线。
解决方案是将接地环与通孔绑在一起。这将自动防止其他信号进入PCB的该区域,而且与简单地将迹线移回去相比,还可以提供更好的EMI防护。对于电源平面,这也会迫使电源平面从边缘向后退(因为您只是在此处放置了GND走线)。
安装孔
在大多数情况下,您想将安装孔连接到GND。这是出于EMI和ESD的原因。但是,螺丝对于PCB来说确实不好。假设您有一个连接到接地层的法线镀通孔。螺钉本身会破坏孔内的镀层。螺丝头会损坏PCB表面的焊盘。挤压力会破坏螺钉附近的GND平面。发生这种情况的几率很小,但是许多EE对此都存在足够的问题,无法提出解决方案。
(我应注意,破坏镀层和/或垫通常会导致金属斑点变松并短路一些重要的东西。)
解决方法是:在安装孔周围添加过孔,以将焊盘连接到GND平面。多个通孔为您提供了一些冗余,并降低了整个器件的电感/阻抗。由于通孔不在螺丝头下方,因此不太可能被挤压。然后可以对安装孔进行无电镀处理,从而减少散落的金属薄片将某些东西短路的可能性。
此技术并非万无一失,但比简单的电镀安装孔效果更好。似乎每个PCB设计人员都有不同的方法来执行此操作,但其背后的基本思路基本相同。
安装孔中的VIA可以减少电路板组装的人工成本。如果仔细观察,会发现安装孔没有电镀,并且安装孔和焊盘内部之间存在很小的间隙。
为了焊接通孔元件,电路板正在通过波峰焊机。如果安装孔是电镀的,则需要在其底侧用木棉胶带遮盖。这将防止焊料从安装孔中爬出,但会增加组装人工成本。
在安装孔焊盘中使用VIA,使安装孔无电镀层,并使焊盘仍连接到接地层。在底侧,安装孔焊盘被阻焊剂覆盖。这样,在通过波峰焊机之前无需掩盖它们。将PCB安装在外壳中时,螺钉头将与安装孔顶垫和外壳进行电接触。