倒入两次有什么好处?


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我已经看到许多2层PCB的顶层和底层都有接地层,我想知道为什么这样做?使用顶层作为电源和信号,底层使用接地以简化布线并利用平面之间的电容,是否更好呢?


这并不是一个答案,但是我建议大多数人这样做的原因仅仅是因为他们认为这很好,否则会浪费空间等。您可以释放接地的连接,前提是至少存在一个通孔连接到您的底部接地层,或者如果顶层可以碰到焊盘,而该通孔销恰好接地了。..或正如Olin所说...宗教立足。:)
托比·劳伦斯

是的,我也没有想到一个很好的理由,如果这是一个电源平面,那么也许是电容,但是几个接地层有什么用呢?特别是最上面的那个最有可能被严重切碎,所有组件都放在上面,所以我想我会问:)
mux

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两侧平面的一个好理由是使PCB两侧的铜量保持相等。如果一侧的铜比另一侧的铜多得多,那么PCB将更容易翘曲。这是多层PCB通常在其层堆叠上对称的原因之一。但是我不清楚翘曲的确切风险,但是当我做得不太正确时,我曾让PCB公司发表评论。

除了David所说的那样,游览板商店还喜欢在每一层上增加最大量的铜,因为这样可以最大程度地减少蚀刻剂的消耗速度。但是,如果您的体积不是很高,那么作为设计师的您就不必担心这一点了。
Photon Photo

Answers:


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良好的布局和基础似乎很难被人们理解,因此宗教找到了立足点。没错,使用两层板的顶部和底部进行接地的理由确实很少。

我通常在两层板上做的是将尽可能多的互连放在顶层。无论如何,这是零件引脚的位置,用于连接它们的逻辑层也在这里。不幸的是,您通常无法在单个层上路由所有内容。注意并仔细考虑零件放置将有助于此,但是在一般情况下,不可能将所有零件都布置在一个平面上。然后,仅在需要使路由生效时,才将底平面用于短的“跳线”。否则将底面接地。

诀窍是使底层的这些跳线短而不会彼此邻接。剩余的接地平面的度量标准是孔的最大线性尺寸,而不是孔的数量。一堆短短的2亿密尔痕迹散布不会阻止地面飞机完成其工作。但是,相同数量的2亿密尔迹线聚集在一起,使一个岛跨越1英寸是一个更大的破坏。基本上,您希望地面围绕所有小的干扰。

将底层的自动路由器成本设置得较高,并且不要为通孔付出太多代价。这将自动将大多数互连置于顶层。不幸的是,我见过的自动路由器算法似乎并没有因为不跳线而受到调整。例如,在Eagle中,有拥抱参数。即使您将其关闭,跳线仍会结块。让自动路由器完成艰苦的工作,然后再清理。有时,您会发现重新排列一下就可以完全消除跳线的情况。但是,您的大部分时间都将花费在移动跳线上,以免形成大岛。

至于动力飞机,那主要是愚蠢的宗教。与其他信号一样,对电源进行布线,尽管在这种情况下,您必须考虑由于走线电阻引起的电压降,因为电源走线可能会处理大量电流。幸运的是,即使PCB上的1盎司铜走线也具有很低的电阻。您可以将电源走线设为20 mil或其他值,而不是8 mil来进行信号走线。无论如何,关键是直流电阻很重要,但是除非您采用大电流设计,否则通常不会有太大问题。

交流阻抗并没有那么重要,宗教人士似乎没有。这是因为在每个使用点,馈电都会局部旁路到接地层。 如果您有良好的接地层,则对于大多数普通设计而言,您不需要单独的电源层,只需在每个部件的每个电源线处实现良好的旁路即可。旁路帽直接连接在电源和接地引脚之间,然后接地引脚上有一个通孔,可连接到底层的接地层。

一部分的高频电源环路电流应从电源引脚流出,通过旁路帽,然后再回到接地引脚,而不会流经接地层。这意味着您无需在旁路盖的接地侧使用单独的过孔。将其直接连接到顶部的接地引脚,然后通过一个孔在单个点将该网络连接到接地层。通常,此技术将对射频辐射和清洁度有很大帮助。


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先生,谢谢您,这是一个很好的答案,因此,如果我理解正确,尤其是从最后一段来看,我根本就不应该在顶层上倒水,对吗?这没用吗?另外,即使某些信号不会采用最直接的路线,我也应该在底层使用短跳线吗?
mux 2012年

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@mux:是的,在大多数情况下。例外是特殊的高速信号,必须进行阻抗控制的信号,必须进行延迟匹配的信号等。但是,通常不会在2层板上找到这些信号。这些通常意味着其他费用,因此转到4层或更多层是次要的额外费用。
奥林·拉斯罗普

@OlinLathrop我真的不明白。是的,去耦电容已经提供了非常低的阻抗路径。假设我们忽略了所有走线的所有电感。然后,我们只剩下(假设)IC的突然电流需求。好的,去耦帽可以解决这个问题。但是,对于下一个突然的当前需求,去耦上限将如何充值呢?有时间充电吗?我真的很困惑。
Abdullah kahraman 2012年

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@Nick:到底从接地引脚到去耦电容接地端的路径到底在什么地方都没关系,因为无论如何该路径都应该很短。重要的一点是,回路不存在接地平面而存在。这样可以使高频环路电流远离接地层,否则接地层将成为中心馈电的贴片天线。我会在electronics.stackexchange.com/a/15143/4512上详细介绍。
奥林·拉斯洛普

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@abdullahkahraman:那可以有多个电容帽,一个小电容帽可以处理尖峰的较高频率,一个大电容帽可以处理较低的频率。靠近较大的那只电池还可以给较小的一只电池充电,其速度比电源供电快。
Nemo157

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顶部有电源层,底部有地线几乎不会产生任何电容。

C=kϵ0A/d

其中k是相对介电常数,对于FR4约为4.5,是空白空间的介电常数,8.85 pF / m,是平方米,也是米。Eurocard尺寸的PCB为160毫米x 100毫米,厚度为1.6毫米,即 A d ×ϵ0Ad×

C=4.58.85pF/m0.016m2/0.0016m=400pF

去耦电容器将为您带来更多收益。同样,适当地去耦也可以在接地时使用接地还是电源。对于HF,它们应该相同。通常选择接地是因为该网具有最多的连接,并且将顶部的不同隔离铜浇注点与另一侧的铜浇注点连接起来会更容易。


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是的,但是在需要去耦的最高频率下,400 pF可能是非常重要的-例如,在100 MHz时为4欧姆阻抗-并且该电容具有最小的串联电阻和电感量。在超高速设计中非常重要,但是,如果您要进行此类工作,则可能使用的是两层以上且平面之间的间距较小。
戴夫·特威德

@戴夫-同意,但400 pF用于仅由铜浇注物组成的PCB。布线虽然会大大减小面积,而且岛之间的连接也将具有电感。对于HF,我会选择4层并将内层用于接地层和电源层。距离将更短=更高的电容,并且不会有太多的割伤。
stevenvh 2012年

因此,至少对于两层PCB而言,电容是微不足道的,因此除了具有许多接地连接之外,真的没有充分的理由在顶层使用接地浇注吗?对吗
mux 2012年

@mux-并非如此:您希望通过底层接地平面尽可能少地切割,这意味着顶层上的所有布线都将在此处留下过多的接地平面。OTOH,在其中倒入铜不会有任何伤害,如果也将其接地,则可以通过通孔连接隔离的孤岛。如果顶部的铜浇注是Vcc,则连接孤岛可能会更加困难,并且可能没有意义。但是恐怕Dave并不完全同意:-)。
stevenvh 2012年

@DaveTweed请记住,Stevenvh提到的400 pF数值适用于整个160x100mm PCB。我希望任何给定信号的高频返回路径实际上都不会“穿过”整个PCB,因此您不能真正受益于整个400 pF。
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