2 vs 4 capas de PCB

Tengo una capa de 2 PCB. Las capas inferior y superior se utilizan para señales y energía, y el área restante es tierra de cobre.

Leí sobre EMI, etc. y decidí ir a 4 capas para reducir EMI.

Ahora me doy cuenta de que en realidad no hace ninguna gran diferencia ya que leí que se pueden usar la parte superior e inferior y que los internos serán planos de tierra. Entonces, técnicamente no puedo usar más capas para separar señales de alta velocidad con señales analógicas y digitales y línea de alimentación, etc.

¿Echo de menos algo?

Además, ¿por qué no es suficiente el suelo de cobre y sugieren tener capas planas entre la parte inferior y la superior? ¿Deberían esas capas intermedias ser tierra de cobre o no?

R. En las PCB de 2 capas, generalmente reserva la capa inferior para tierra (u otras rutas de retorno) y no usa ambos lados para la señal y la alimentación. ¡Espero que haya diseñado teniendo en cuenta las rutas de retorno actuales! B. Dices "Me di cuenta de que marca una gran diferencia": eso está mal, pero no dices cómo llegaste a esa conclusión, ¡así que tendremos dificultades para explicarte lo que te estás perdiendo!
¿No es suficiente el área de tierra de cobre en lugar de un plano de tierra de capa completa? Como por ejemplo, la capa superior tiene algunas líneas y el resto del plano de tierra... ¿no es eso suficiente?
El número de capas suele depender del número y la complejidad de las conexiones. La velocidad (frecuencia) de las señales también es un factor. Para una placa de 2 capas, normalmente comenzaría con 1 capa como tierra continua y usaría la otra capa para todas sus conexiones. Si puede hacer todas sus conexiones en una sola capa, esto está perfectamente bien y puede producir un buen resultado. Si no puede hacer todas las conexiones (se necesitan algunos cruces), puede hacer pequeñas incursiones en la capa base o cambiar a una acumulación de 4 capas.

Respuestas (2)

Un tablero de cuatro capas le permite

  • Proporcionar un plano de potencia completo, reduciendo la inductancia de las conexiones entre la fuente de alimentación y sus cargas

  • Reducir la separación entre el plano de potencia y el plano de tierra, reduciendo el área del bucle y, por tanto, los campos magnéticos generados, asociados a las corrientes de potencia y de retorno.

  • Reduzca la separación entre la capa de señal y el plano de retorno, reduciendo nuevamente el área del bucle para cada ruta de señal y reduciendo sus emisiones de campo magnético.

Depende de usted si realmente diseña su tablero para aprovechar estas posibilidades. Si sabe lo que está haciendo, y dependiendo de la complejidad del diseño, es muy posible que pueda lograr una EMI baja con una placa de 2 capas. Si no tiene cuidado, también podría producir fácilmente una alta EMI a partir de una placa de 4 capas.

¿Necesitamos una capa completa ya que el plano de tierra o el área de cobre en la capa superior o inferior es suficiente? Además, la pila de capas tiene que ser simétrica, ¿verdad? Entonces, en PCB de 4 capas, las 2 internas deben rectificarse ... ¿verdad?
@Kris Por lo general, los PCB de 4 capas usan un plano interno para la alimentación, uno para la conexión a tierra, pero tener dos conexiones a tierra mejorará la integridad de la señal y reducirá la EMI si puede enrutarlos. Las capas de tierra deben estar intactas todas las trazas de alta velocidad y alta potencia para que sean efectivas. Solo cobre reproducir el espacio no utilizado en una capa de señal hace muy poco.
"Tener dos terrenos mejorará la integridad de la señal y reducirá la EMI si puede enrutarlos". No estoy seguro de que sea un buen consejo para alguien que recién se está dando cuenta de las corrientes de retorno y los bucles. Tener 2 motivos puede empeorar las cosas fácilmente y confundir, o al menos tener consecuencias no deseadas, en el diseño de su PCB y su software CAD. Además, para reflexionar, ¿cuál es la diferencia entre un plano de tierra y un plano de potencia?
@Kris, como dije en mi respuesta, "Si sabe lo que está haciendo, y dependiendo de la complejidad del diseño, es muy posible que pueda lograr un EMI bajo desde una placa de 2 capas".
@ChrisKnudsen También podría hacer referencia a un plano de potencia, pero para un principiante, creo que hacerlo bien es más probable que sea problemático que tener un terreno dedicado para ambas capas de señal. Por lo tanto, si no necesita un avión de potencia, lo convertiría en un terreno dedicado.
Hola, ¿tener un plano de tierra ayudará a reducir los rebotes en el suelo?
@ user1850479 Tengo una entrada de 5V (desde USB) pero la convierto a 4V y 3.3V... así que creo que tener 5V en una capa no es una buena idea... ni 3.3V ni 4V. Entonces, ¿es mejor usar una capa solo para los cables de alimentación y poner a tierra el área restante?
@Kris, ejecutaría un seguimiento de 5v a sus reguladores y luego probablemente dividiría los planos de potencia, especialmente si los voltajes más bajos van a diferentes dispositivos. Asegúrese de enrutar las trazas sensibles al ruido o de alta frecuencia sobre el plano de tierra cuando sea posible.
@ user1850479, por lo que la primera capa de alta frecuencia y rastros sensibles al ruido (como rastros de antena) en la capa superior, la siguiente capa debajo será tierra, los planos de potencia, líneas digitales y / o analógicas y / o de baja frecuencia. ¿Tiene sentido?
@Kris Sí, exactamente.
Estoy a punto de terminar el diseño. Me di cuenta de que todavía tengo que usar el área restante en la capa superior e inferior como cobre a tierra para que las almohadillas de tierra se conecten a tierra. Además, dado que todos los componentes están en la capa SUPERIOR, tuve que usar demasiadas vías/almohadillas multicapa para conectarlos en la capa inferior. ¿Debería simplemente colocar todos los componentes en la capa inferior para reducir las vías y usar vías solo para las líneas de alta frecuencia para conectarlas en la capa superior?

El apilamiento típico de 2 capas con el que estoy acostumbrado a trabajar es que todos los cables van en una dirección (es decir, derecha e izquierda) en una capa y la otra (es decir, arriba y abajo) en la otra capa. Luego intente asegurarse de que haya una gran red de cables de tierra; generalmente lleno la parte superior e inferior con un vertido de tierra y coloco muchas vías. No estoy seguro de qué tan bien funciona, pero me digo a mí mismo que es inteligente y hasta ahora todo ha ido bien.

La acumulación de 4 capas que he visto son rastros de señal en la parte superior e inferior, con tierra y energía en el medio. A menos que esté trabajando con frecuencias superaltas, una capa de potencia bien puenteada (es decir, muchas mayúsculas) "parecerá" tierra, pero las señales críticas deben enrutarse contra las capas de tierra "reales".

Si aún no lo ha descubierto, diferentes tableros tienen diferentes requisitos y diferentes diseñadores están acostumbrados a cosas diferentes. Si comprende las implicaciones, entonces puede tomar decisiones informadas sobre cómo hacer la acumulación del tablero; si no, simplemente adivine.

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