J'ai une carte à 6 couches où les 4 plans internes sont + 15, GND, VCC, -15. Je me demandais s'il y avait un avantage à faire une coulée de cuivre sur les couches supérieure et inférieure? Je les laisserais probablement flotter car je ne veux pas utiliser de micro-vias pour dire le lier à GND?

Est-ce vraiment une mauvaise idée? C'est-à-dire cuivre flottant = antenne.

Serait-il tout aussi acceptable d'avoir une carte à 4 couches avec la couche supérieure ayant du cuivre vers VCC et le bas ayant une coulée vers GND et garder les deux internes à + -15?

Notez que c'est pour un circuit à vitesse assez faible qui a des parties analogiques et numériques.

Les coulées de couches externes sont généralement une mauvaise idée. Les couches externes ont beaucoup de composants et de traces qui tendent à hacher la coulée. De petites îles de coulées conduisent à des problèmes d'IME.

Si vous faites une topologie en étoile pour votre + 5V (branche à partir de l'alimentation plutôt que de créer des boucles) avec des traces vraiment épaisses (0,020 "min), vous pouvez éventuellement supprimer quelques couches de coulée. Cela réduira certainement les coûts de la carte. sur votre utilisation de l'alimentation, vous feriez mieux de verser le GND et de livrer l'une des alimentations 15V via des traces.

À la fin, vous devrez construire une carte pour voir si elle répond aux spécifications EMI et aux performances.

Théorie EMC des poudres de cuivre

Utiliser une coulée de cuivre pour les avions électriques et au sol est une bonne chose. L'utilisation d'une couche de cuivre sur des couches contenant des signaux est dangereuse d'un point de vue CEM. Pourquoi est-ce?

L'utilisation d'une couche de cuivre sur des couches contenant des signaux est dangereuse car il est étonnamment facile de créer des boucles de courant. La tension induite (rayonnement externe provoquant une tension sur votre trace) et le rayonnement de sortie (votre trace provoquant un rayonnement) sont directement liés à la zone autour de laquelle le courant circule. Cette relation est connue sous le nom de loi circuitale d'Ampére (une des équations de Maxwell, qui sont la base de la CEM), et peut être exprimée comme

où est le courant traversant la surface définie par le circuit. En faisant une supposition généreuse (mais pratique) que le courant en espace libre et le champ magnétique sont uniformément distribués, cela signifie que le courant induit est directement lié à la surface de la surface.$I_{enc}$

Dans une configuration normale, cette surface est un rectangle passant directement sous votre trace sur le plan du sol. Sa largeur n'est que l'épaisseur de votre PCB. C'est assez petit!

Il est cependant très facile de développer accidentellement une carte qui fait passer le courant dans une grande trace circulaire avec une zone de plusieurs pouces carrés. Ajouter du cuivre pour vos couches d'approvisionnement est un moyen facile de vous assurer que vous ne le faites pas. Vous pouvez passer des vias à travers ce plan sans affecter beaucoup les résultats, mais couper cette coulée de cuivre pour une longue trace nie complètement son efficacité.

Les cartes à deux couches partagent souvent (presque toujours) la puissance et la masse avec les couches de signal, de sorte que les concepteurs essaient généralement de relier des groupes de traces avec quelques vias et une trace épaisse reliant le plan cassé de l'autre côté de la carte. La discontinuité introduit une certaine impédance sur le chemin, ce qui ajoute une certaine zone à la boucle de courant, mais elle est généralement évitable dans les cartes avec plus de couches de puissance.

Pour une carte multicouche, l'ajout d'un plan de cuivre cassé n'est pas un problème car vous pouvez connecter le plan cassé au plan interne intact sans trop de problèmes. Ajoutez simplement des vias dans une grille de 500 mil et dites que c'est bien. Supprimez tout ce que vous devez supprimer pour le placement des pièces et le routage de la trace, mais n'oubliez pas d'en ajouter un ou deux pour compenser la perte et éviter de créer ces boucles de courant nocives. Je suggère de connecter les deux côtés à GND.

Problèmes de fabrication avec des poudres de cuivre

Une autre raison d'envisager l'ajout d'une coulée de cuivre est un problème purement mécanique. Le cuivre plaqué un PCB sur un seul côté peut provoquer une déformation de la base FR4 (ce qui est mauvais ). Pour cette raison, les PCB ont souvent un plan hachuré sur les zones qui ont des densités de traces nettement plus faibles.

Pour votre carte multicouche avec des plans d'alimentation et de masse séparés, il est raisonnable de s'attendre à ce que la densité de cuivre sur chaque couche soit assez cohérente sur la surface de votre PCB. Vous ne devriez pas avoir à vous en préoccuper.

Assez de théorie et de fond! Quelle est la réponse?

Dans votre situation, je sauterais probablement la coulée de cuivre. Vous avez déjà des plans d'alimentation et de masse, vous gagnerez donc peu dans les étapes de mise en page et les problèmes CEM.

Si vous souhaitez l'ajouter pour l'apparence, disposer de connexions de mise à la terre supplémentaires pour le sondage ou la reprise, pour améliorer vos caractéristiques CEM ou pour ajouter un dissipateur thermique supplémentaire, vous devez le connecter à la terre. Vous dites que je ne veux pas utiliser de micro-vias pour dire le lier à GND mais c'est précisément ce qui devrait être fait. En supposant que vous ne fabriquiez pas la planche, ces vias seront coupés par des machines. Cela ne vous coûtera probablement rien (ils n'ont pas besoin d'être des micro vias ...), et cela n'ajoutera pas beaucoup de temps au processus de mise en page.

Si vous versez les plans de cuivre pour le blindage EMI uniquement, ne faites passer aucun courant dans le plan de coulée supérieur ou inférieur. Faites-en un NO-NET. Ajoutez ensuite un via pour le connecter à son plan GND interne à l'intérieur des couches de la carte. Le VIA ne voudra pas initialement se connecter, alors versez un petit remplissage de cuivre sur le via et le poly et il se connectera maintenant à celui-ci via.
Si vous avez trop de vias, vous pouvez maintenant passer des courants et créer des boucles, ce qui n'est pas bon.