Cosa devo mettere sul mio strato PCB quasi vuoto?

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Ho un PCB a 3 strati da 3 "x3" in cui il mio stack è:

Signal 1
Ground
5v Power
Signal 2

Il livello My Signal 1 ha alcune tracce che portano 500 MHz su di esse, alcuni ADC ad alta risoluzione e circuiti microcontrollore / usb. Ho connettori SMA che stanno portando i 500 MHz sulla scheda. Attualmente questo sarà semplicemente "all'aperto" seduto su un banco di prova, ma a lungo termine finirà in un caso in cui tutto sarà contenuto internamente.

Il mio livello Signal 2 non ha quasi nulla, in particolare ha il seguente:

MCLR dal connettore del programmatore lungo 0,1 "
Linea SPI Data e Clock lunghe entrambe circa 0,1 "
Traccia di tensione negativa (per alimentare 2 op-amp) lunga circa 2 "

Mi sembra che sia un po 'uno spreco avere così tanto PCB inutilizzato. Sto considerando le seguenti opzioni:

Riempi lo strato con il mio binario a tensione negativa
Riempi lo strato di terra
Lascia vuoto il livello

C'è qualche vantaggio di una delle opzioni rispetto all'altra? Cosa si fa di solito in queste situazioni?

Alcuni dettagli aggiuntivi

Il sistema trarrà un picco di 300 mA dalla guida 5v. Mentre la guida -5v avrà solo un carico di circa 2 mA.

pcb-design

— Kellenjb
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Questo verrà posizionato all'interno di una scatola in qualsiasi punto e i segnali verranno instradati fuori dalla scatola su cavi e simili?

— Kortuk,

Non sono sicuro che sia adatto, ma potresti utilizzare lo spazio di riserva per creare un'area di prototipazione che renderebbe il tuo dispositivo facile da modificare / hackerare. Se questo è adatto, posso renderlo una risposta adeguata

— Jim,

@Kortuk Domanda aggiornata.

— Kellenjb,

@Jim probabilmente non è stato molto utile per questo progetto. L'unico vantaggio che ho potuto vedere è la rottura di alcuni dei miei pin PIC inutilizzati, ma non voglio che danneggino l'integrità del segnale altrove.

— Kellenjb,

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Penso che dovresti fare quello che hanno fatto i designer del Commodore Amiga e mettere dei disegni su di esso.

— Majenko,

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Ciò che in genere viene fatto nel settore in questi casi, supponendo che le pratiche approfondite come mostrato in altre risposte non fornisca un vantaggio significativo, è qualcosa chiamato ladro .

Il ladro consiste nel coprire grandi distese di strati esterni non utilizzati con uno schema di forme, generalmente diamanti o quadrati, disconnessi l'uno dall'altro. Queste forme sono tenute lontane da altre caratteristiche, come fori, bordi del bordo o tracce. L'unico scopo del ladro è migliorare la producibilità assicurando uno spessore costante del PCB data qualsiasi area particolare sulla scheda, diciamo mezzo pollice quadrato.

Senza il furto, i rulli che vengono utilizzati per laminare gli strati insieme non eserciteranno la stessa forza sulle aree affamate di rame, il che potrebbe portare alla delaminazione (sembra punti di luce all'interno del pannello).

— Mike DeSimone
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In che modo differisce da un getto di rame (non collegato)?

— Stevenvh,

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La differenza è che il ladro è un mucchio di piccoli pezzi di rame non collegati tra loro. Ciò impedisce la formazione di correnti parassite, generando calore e potere di assorbimento, e impedisce una fonte di capacità parassita. (Tutto ciò che quel piano è vicino è collegato ad esso con capacità parassita, creando un percorso di diafonia. Questo non è un problema per un riempimento a terra perché quest'ultimo sembra solo una capacità parassita a terra senza alcuna diafonia significativa.)

— Mike DeSimone

E la densità media del rame è resa vicina alla densità del rame dell'area del circuito generale, quindi l'epossidico pre-preg avrà la stessa quantità di rame e lacune in cui confluire. Il rame solido è "cattivo" come il rame per uno strato interno. Lo strato superiore può essere un solido (a volte un soldermask che forma una griglia stagnata) o un getto di griglia se si desidera uno scudo. La griglia ha proprietà termiche più vicine alle aree del circuito un vantaggio durante la saldatura e non raccoglierà la stessa quantità di saldatura quando viene stagnata l'onda.

— KalleMP

Aspetti positivi, anche se il ritiro della saldatura potrebbe essere evitato semplicemente coprendo la griglia o il modello solido con la maschera di saldatura. (Francamente, se stai eseguendo la saldatura ad onda senza una maschera per saldatura, non dovresti essere troppo preoccupato per la qualità. Otterrai quello che ottieni.)

— Mike DeSimone,

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Trasforma la traccia di potenza negativa in un getto (piccolo impatto ma hai lo spazio).

Fai un versamento di terra sul resto dello strato ... MA ... usa molte vie di cucitura per legarlo al piano di terra interno. Assicurarsi che non vi sia rame orfano. Il tuo obiettivo è "bloccare" il piano di alimentazione CC su tutti i lati possibili per motivi cuciti insieme, ciò ridurrà al minimo l'impedenza RF a terra dall'alimentazione a 5 V per mantenerlo pulito.

Se la scheda è più grande, puoi anche usare lo spazio per cospargere i condensatori di disaccoppiamento su questo strato legando + 5V a terra. Ogni 3/4 di pollice circa nella griglia. Se la scheda è piccola, il disaccoppiamento sui circuiti integrati è probabilmente sufficiente.

Un versamento sul lato superiore non è una cattiva idea, anche se dipende dal layout.

Ecco un esempio di cosa intendo usando un sacco di vie per accoppiare il getto al piano terra:

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— marchio
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Assicurati che i tuoi punti di cucitura non siano troppo vicini tra loro. La solita regola empirica è quella di tenerli separati di almeno uno spessore della tavola. Questo perché, poiché le correnti che scorrono su queste vie fluiscono nella stessa direzione, l'induttanza reciproca tra vie adiacenti aumenta l'impedenza delle vie interessate.

— Mike DeSimone

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Gran parte della tua scheda è HF (decine di MHz o addirittura 100 MHz)? Altrimenti, forse puoi sbarazzarti degli strati interni e posizionare i componenti su entrambi i lati , in modo da poter instradare le reti elettriche nello spazio libero che ottieni in questo modo. Il posizionamento dei componenti su due lati è molto più economico di una scheda a 4 strati.

modifica
Dato che sembra che tu abbia VHF, lo popolerei con tappi di disaccoppiamento e verserei un secondo piano di massa o piano di potenza. Se correttamente disaccoppiato, per HF tutti gli aerei di potenza hanno lo stesso potenziale , quindi non importa quale rete si riversa qui.

Posiziono anche quanti più punti di test possibile sul fondo delle mie schede, compresi i pad per la programmazione in-circuit (vedi anche questa mia risposta ).

— stevenvh
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Qual è il motivo per cui dici un getto di terra invece di un potere negativo come suggerisce BarsMonster? E ovviamente ogni IC ha il corretto disaccoppiamento.

— Kellenjb,

@Kellenjb: manca quella tensione negativa, ma non importa, dal momento che non ti aiuterà con il routing. Potrei anche aver suggerito di duplicare qui lo strato positivo dell'alimentatore, perché per HF tutte le reti elettriche sono equivalenti; Impedenza HF tra

V_{D D}

$V_{DD}$ e

G N D

$GND$ dovrebbe essere trascurabile se hai disaccoppiato correttamente. Ecco perché ho suggerito di aggiungere un ulteriore disaccoppiamento.

— Stevenvh,

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--2. In questo caso dovrebbe essere il migliore - poiché la distanza tra Signal2 e potenza è ridotta, agirà come un condensatore distribuito e aiuterà con stabilità e prestazioni EMI.

--3. Nessun beneficio.

--1. Troppa seccatura per singolo utente V negativo.

Ma personalmente mi piacciono solo le schede a 2 facciate, probabilmente potresti usare pochi jumper da 0 ohm e potrebbe essere più economico da produrre.

— BarsMonster
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Perché 2 non offre alcun vantaggio? La breve distanza non causerebbe un buon accoppiamento della linea 5v che viene utilizzata molto più della linea -5v? Come è 3 una seccatura, è il minimo lavoro (come in nessun lavoro) dal momento che è attualmente come è?

— Kellenjb,

@Kellenjb Hehe, questo stackoverflow ha rinumerato i miei punti, lol MrGreen Si prega di vedere ora l'ordine corretto :-D

— BarsMonster

# 2: la capacità è minima. Il vero vantaggio è la ridotta induttanza del piano terra, oltre agli effetti di schermatura.

— Mike DeSimone,