Tengo una placa de 6 capas donde los 4 planos internos son + 15, GND, VCC, -15. Me preguntaba si había alguna ventaja en verter cobre en las capas superior e inferior. ¿Probablemente los dejaría flotando ya que no quiero usar micro-vias para decir que lo ato a GND?

¿Es esto realmente una mala idea? Es decir, cobre flotante = antena.

¿Sería tan aceptable tener un tablero de 4 capas con la capa superior con cobre vertido en VCC y la parte inferior con un vertido en GND y mantener las dos partes internas como + -15?

Tenga en cuenta que esto es para un circuito de velocidad bastante baja que tiene algunas partes analógicas y digitales.

Por lo general, los vertidos de capa externa son una mala idea. Las capas externas tienen muchos componentes y trazas que tienden a cortar el vertido. Pequeñas islas de vertidos conducen a problemas de EMI.

Si hace una topología en estrella para su + 5V (ramificación del suministro en lugar de crear bucles) con trazas realmente gruesas (0.020 "min), entonces podría eliminar un par de capas de vertido. Sin duda reducirá los costos de la placa. Dependiendo en el uso de su suministro, puede ser mejor verter GND y entregar uno de los suministros de 15V a través de trazas.

Al final, tendrá que construir una placa para ver si cumple con EMI y las especificaciones de rendimiento.

Teoría EMC de Cobres Vertidos

Usar un vertido de cobre para los planos de potencia y tierra es algo bueno. El uso de un vertido de cobre en capas que contienen señales es peligroso desde el punto de vista de EMC. ¿Por qué es esto?

Usar un vertido de cobre en capas que contienen señales es peligroso porque es sorprendentemente fácil crear bucles actuales. El voltaje inducido (radiación externa que causa un voltaje en su rastro) y la radiación de salida (su rastro que causa radiación) están directamente relacionados con el área alrededor de la cual fluye la corriente. Esta relación se conoce como Ley Circuital de Ampére (una de las ecuaciones de Maxwell, que son la base de EMC), y se puede expresar como

donde es la corriente a través de la superficie definida por el circuito. Al hacer una suposición generosa (pero práctica) de que la corriente de espacio libre y el campo magnético están distribuidos uniformemente, esto significa que la corriente inducida está directamente relacionada con el área de la superficie.$I_{enc}$

En una configuración normal, esta superficie es un rectángulo que se ejecuta directamente debajo de su rastro en el plano de tierra. Su ancho es solo el grosor de su PCB. ¡Esto es bastante pequeño!

Sin embargo, es muy fácil desarrollar accidentalmente una placa que transmite corriente en un trazado grande y tortuoso con un área de varias pulgadas cuadradas. Agregar cobre vertido para sus capas de suministro es una manera fácil de asegurarse de no hacer esto. Puede pasar vías a través de este plano sin afectar mucho los resultados, pero cortar este vertido de cobre por un largo trazo niega por completo su efectividad.

Las placas de dos capas a menudo (casi siempre) comparten potencia y tierra con las capas de señal, por lo que los diseñadores generalmente intentan unir grupos de trazas con algunas vías y una traza gruesa que conecta el plano roto en el otro lado de la placa. La discontinuidad introduce cierta impedancia en el camino, y esto agrega algo de área al bucle de corriente, pero generalmente se puede evitar en tableros con más capas de energía.

Para una placa de varias capas, agregar un plano de cobre roto no es un problema porque puede conectar el plano roto al plano interno intacto sin demasiados problemas. Simplemente agregue vias en un patrón de cuadrícula de 500 mil y llámelo bueno. Elimine todo lo que necesite eliminar para la colocación de piezas y el enrutamiento de rastreo, pero recuerde agregar uno o dos para compensar la pérdida y evitar crear esos bucles de corriente nocivos. Sugiero conectar ambos lados a GND.

Problemas de fabricación con coladas de cobre

Otra razón para considerar agregar un vertido de cobre es un problema puramente mecánico. El recubrimiento de cobre de una PCB en un lado solo puede hacer que la base FR4 se deforme (lo cual es malo ). Por esta razón, los PCB a menudo tienen un plano sombreado en áreas que tienen marcadamente menores densidades de trazas.

Para su placa multicapa con potencia separada y planos de tierra, es razonable esperar que la densidad de cobre en cada capa sea bastante consistente en la superficie de su PCB. No deberías preocuparte por esto.

¡Basta de teoría y antecedentes! ¿Cuál es la respuesta?

En su situación, probablemente me saltearía el vertido de cobre. Ya tiene energía y planos de tierra, por lo que ganaría poco en los pasos de diseño y los problemas de EMC.

Si desea agregarlo por apariencia, para tener conexiones a tierra adicionales para sondeo o retrabajo, para mejorar sus características EMC o para agregar disipación de calor adicional, debe conectarlo a tierra. Usted declara que no quiero usar micro-vias para decir que lo relacione con GND, pero eso es precisamente lo que debe hacerse. Suponiendo que no esté fabricando el tablero, estas vías serán cortadas por máquinas. Probablemente no le costará nada (no es necesario que sean micro vias ...), y no agregará mucho tiempo al proceso de diseño.

Si vierte los planos de vertido de cobre solo con fines de protección EMI, no pase ninguna corriente en el plano de vertido superior o inferior. Conviértalo en un NO-NET. Luego agregue una vía para conectarlo a su plano GND interno dentro de las capas de la placa. El VIA inicialmente no querrá conectarse, así que vierta un pequeño relleno de cobre sobre la vía y el polietileno y ahora se conectará a esa vía.
Si tiene demasiadas vías, ahora puede estar pasando corrientes y creando bucles, lo cual no es bueno.