我见过很多 2 层 PCB 的顶层和底层都有接地,我想知道为什么要这样做?将顶层用于电源和信号,将底层用于接地以简化布线并利用平面之间的电容不是更好吗?
两次地面浇注有什么好处?
良好的布局和接地似乎在那里没有得到很好的理解,因此宗教找到了立足点。你是对的,几乎没有理由同时使用两层板的顶部和底部作为接地。
我通常对两层板做的是将尽可能多的互连放在顶层。无论如何,这就是零件的引脚所在的位置,用于连接它们的逻辑层也是如此。不幸的是,您通常不能在单层上路由所有内容。注意并仔细考虑零件放置将对此有所帮助,但在一般情况下,不可能在一个平面上布线所有东西。然后,我仅在需要使布线工作时才将底部平面用于短“跳线”。否则底平面被接地。
诀窍是让这些跳线在底层保持短并且不相互邻接。接地层剩余质量的衡量标准是孔的最大线性尺寸,而不是孔的数量。一堆散落在各处的 2 亿短走线不会阻止地平面发挥作用。然而,相同数量的 2 亿条痕迹聚集在一起形成一英寸宽的岛屿,这是一个更大的破坏。基本上,您希望地面围绕所有小中断流动。
将底层的自动布线成本设置为高,并且不要对过孔进行过多的惩罚。这将自动将大部分互连放在顶层。不幸的是,我看到的自动路由器算法似乎无法调整,因为它不会聚集跳线。例如,在 Eagle 中有拥抱参数。即使你把它关掉,你仍然会得到结块的跳线。让自动路由器完成繁重的工作,然后你清理干净。有时您会发现一些重新安排可以完全消除跳线的情况。但是,您的大部分时间将花在将跳线分开而不是形成大岛。
至于动力飞机,那主要是愚蠢的宗教。像任何其他信号一样布线电源,但在这种情况下,您必须考虑由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,即使是 PCB 上 1 盎司的铜迹线,电阻也非常低。您可以将电源迹线设为 20 mil 或其他任何值,而不是信号迹线的 8 mil。无论如何,关键是直流电阻很重要,但除非您有高电流设计,否则它通常不是什么大问题。
交流阻抗并不是那么相关,宗教人士似乎没有得到。这是因为电源在每个使用点都被本地旁路到接地层。 如果您有良好的接地层,则大多数普通设计不需要单独的电源层,只需在每个部件的每个电源引线处进行良好的旁路即可。旁路帽直接连接在电源和接地引脚之间,然后在接地引脚右侧有一个过孔连接到底层的接地平面。
零件的高频电源回路电流应该从电源引脚流出,通过旁路帽,然后回到接地引脚,而不会流过接地平面。这意味着您不要为旁路帽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,然后将该网络连接到接地平面,并在单点通过一个过孔。这种技术总体上对射频发射和清洁度有很大帮助。
在顶部有一个电源层,在底部有一个接地层几乎不会产生任何电容。
其中 k 是相对介电常数,FR4 约为 4.5,是空白空间的介电常数,8.85 pF/m,是以平方米为单位的面积,是以米为单位的距离。Eurocard 尺寸的 PCB 为 160 mm × 100 mm,厚度为 1.6
去耦电容会给你更多。此外,正确解耦无论是使用接地还是电源进行覆铜都无关紧要。对于 HF,它们应该是相同的。通常选择接地是因为该网络将具有最多的连接,并且更容易将顶部的不同隔离覆铜连接到另一侧的覆铜。
这是一个老问题,但我认为我可以增加一些价值。
与使用顶部和底部接地层相比,使用顶部电源层可以加快布线速度。
对于我制作的简单板(两层,组件都在顶层),一种路由策略是:
- 在底层添加一个地平面。
- 通过通孔将其连接到顶层组件的接地焊盘。
- 添加一个顶级的权力平面。
这可以快速移除许多空气线。
- 路由关键数据路径。
向两层添加平面可减少蚀刻剂的使用。在许多董事会中,这可能有助于减少化学废物。