En una PCB de 2 capas con una capa superior densamente poblada, desde el punto de vista de EMI y EMC, ¿el plano de tierra debería estar arriba, abajo o ambos y por qué?

Supongamos que tengo una PCB de 2 capas con las siguientes características:

  • La capa superior está relativamente densamente poblada por componentes THT y SMD
  • La capa inferior tiene muy pocos rastros.

Entre las siguientes, ¿cuál es la mejor opción desde el punto de vista teórico de EMI y EMC y por qué?

  1. Plano de tierra superior (vertido de cobre)
  2. Plano de tierra inferior (vertido de cobre)
  3. Planos de tierra superior e inferior con vías de conexión

Si cree que otra opción que no aparece en la lista podría ser mejor, propóngala y explique por qué.

Esta es una pregunta teórica, así que no tengo un ejemplo concreto para mostrar. Siéntase libre de reportar algunos ejemplos prácticos.

Supongo que la opción 2 sería la mejor, ya que permite que la corriente elija el camino de menor resistencia y evite bucles grandes, aunque tal vez, dependiendo del diseño, la opción 3 también podría ser razonable.

¿Qué te hace pensar que 1 o 2 es mejor que 3? En cuanto a las rutas de retorno, la opción 3 es buena al menos como 1 y 2, ya que son ambas...
Si le das la vuelta al tablero, la parte de arriba se convierte en la de abajo... ¿cuál es tu pregunta?
@Andyaka, el punto es que una capa está densamente poblada por componentes y rastros ... (es decir, la superior en este caso, pero puede ser la inferior en lo que respecta al problema).
¿Por qué está colocando sus SMD en la parte superior de una placa de tecnología mixta? Generalmente, los ensamblajes de tecnología mixta tienen los SMD en el lado inferior (cobre) junto con la mayoría de las pistas; esto se hizo originalmente para permitir la soldadura por ola de un solo paso de todas las cosas, pero también permite que el lado superior (componente) sirva como plano de tierra en una placa de dos capas.
@ThreePhaseEel casi nadie quiere soldar SMD con onda en estos días porque restringiría bastante las opciones de componentes. Los condensadores pequeños y los circuitos integrados densos no funcionan con onda. Por lo tanto, SMD y TH van al mismo lado.
@TemeV: estoy de acuerdo en que probablemente no vaya a usar placas de soldadura ondulada en 2019 a menos que esté haciendo un ensamblaje de muy bajo costo, pero aun así, preferiría tener mis SMD en el lado de soldadura de la placa, para permitir un lado del componente del plano de tierra relativamente intacto.
@ThreePhaseEel no hace ninguna diferencia, puede tener el plano GND en el lado de la soldadura y SMD en el lado del componente. Los componentes TH ocupan el mismo espacio de cobre en ambos lados.
Y, de hecho, es posible que desee soldar por ola los componentes TH, y luego es una ventaja no tener SMD en el lado de la soldadura.

Respuestas (2)

Desea un plano de tierra lo más sólido posible, por lo que debe tener el suelo en la parte inferior y, preferiblemente, no tener otros rastros allí.

Para un mejor equilibrio del cobre, también debe verter el cobre en la capa superior para llenar los espacios vacíos. Si no hay un mejor uso para ello, conectar los vertidos al plano de tierra inferior con vías es una buena opción. Aunque esto tiene poco o ningún efecto sobre el rendimiento de EMC.

Entonces, de sus opciones, la número 3 es la mejor, pero si está considerando solo el rendimiento de EMC, la opción 2 es prácticamente igual de buena.

Sin embargo, con estas preguntas sobre los tableros de 2 capas, siempre me gusta recordar que hoy en día los tableros de 4 capas son baratos, y se recomienda usar 2 capas solo si tiene que ahorrar hasta el último centavo, es decir, tiene grandes volúmenes. De lo contrario, el mayor costo de diseño de dos capas superará en número al mayor costo de producción de 4 capas.

+1 por señalar la posibilidad de tablero de 4 capas.

Un vertido de cobre entre un montón de rastros de componentes NO es lo mismo que un plano de tierra. Esto se debe a que el objetivo de un plano de tierra es proporcionar a las corrientes el camino más corto y de menor inductancia (bucle más pequeño) posible. Esto no sucede en un vertido de cobre plagado de componentes y rastros, ya que las corrientes de tierra/retorno deben tomar la ruta larga alrededor de todas las interrupciones.

Es solo un vertido de cobre, por lo que se requiere menos grabado y garantiza un equilibrio de cobre más simétrico en ambos lados de la placa (para evitar deformaciones) que se ha conectado a un potencial fijo para que no flote y cause problemas de EMI.

Teniendo esto en cuenta:

La opción 1 no es un plano de tierra en absoluto.

La opción 2 es un plano de tierra.

La opción 3 no son dos planos de tierra conectados por vías. Es un vertido de cobre en la parte superior que se ha conectado a un plano de tierra en la parte inferior a través de un vertido de cobre.

Entonces, ¿estás respondiendo al OP con la opción 2? Tu respuesta no dice...
@TonyM Mi objetivo era contarle al OP los hechos y hacer que sacara su propia conclusión. Desde el punto de vista de EMI/EMC, la diferencia entre 2 y 3 no debería importar. Pero eso no significa que 2 y 3 sean iguales en todos los demás aspectos.
En una PCB de 2 capas con una capa superior densamente poblada, desde el punto de vista de EMI y EMC, ¿el plano de tierra debería estar arriba, abajo o ambos y por qué?
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