Feste Grundebene vs Schraffierte Grundebene

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Als ich vor kurzem eine Leiterplatte verlegte, hatte ich die Möglichkeit, meine Massefläche entweder mit massivem oder schraffiertem Kupfer zu füllen / zu gießen. Ich habe auch bemerkt, dass der alte Arduino duemilanove auch eine schraffierte Grundebene hatte.

Welche Vorteile hat eine schraffierte Grundebene gegenüber einer festen Grundebene und umgekehrt?

Vikram
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Ein schraffiertes Flugzeug muss ein bisschen weniger wiegen ... könnte das jemals von Bedeutung sein?
JoeForker
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Wir sind plaid gegangen!
JoeForker
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Ich kann mir keine Situation vorstellen, in der das Gewicht des Boards so wichtig wäre, wenn eine andere Änderung es nicht besser machen würde.
Kortuk
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Ich weiß, dass große feste Bodenebenen eine völlig andere Aufheizrate haben als nicht-Bodenebenen. Dieser Effekt Reflow-Löten. Ich konnte sehen, dass das Schlüpfen einen Effekt hat, aber ich würde mir vorstellen, dass es klein sein würde.
Kellenjb

Antworten:

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Wie andere sagten, lag dies hauptsächlich daran, dass die Herstellung aus verschiedenen Gründen einfacher war als die Herstellung fester Schichten.

Sie können auch in bestimmten Situationen verwendet werden, in denen eine kontrollierte Impedanz auf einer sehr dünnen Platine erforderlich ist. Die Spurbreite, die benötigt wird, um "normale" Impedanzen auf solch einer dünnen Platte zu erhalten, wäre lächerlich schmal, aber die Schraffur ändert die Impedanzeigenschaften auf benachbarten Schichten, um breitere Spuren für eine gegebene Impedanz zu ermöglichen.

Wenn Sie dies aus irgendeinem Grund tun müssen, können Sie kontrollierte Impedanzspuren nur bei 45 Grad zum Schraffurmuster leiten. Dieser Ansatz erhöht die gegenseitige Induktivität zwischen Signalen und folglich das Übersprechen erheblich. Beachten Sie auch, dass dies nur funktioniert, wenn die Größe der Schraffur viel kleiner ist als die Länge der Anstiegszeit des Signals. Dies korreliert normalerweise mit der Frequenz der betreffenden digitalen Signale. Wenn die Frequenz zunimmt, erreichen Sie einen Punkt, an dem das Schraffurmuster so eng beabstandet sein muss, dass Sie gegenüber einer durchgezogenen Ebene keinen Nutzen mehr haben.

Fazit: Verwenden Sie niemals eine schraffierte Grundfläche, es sei denn, Sie befinden sich in einer wirklich seltsamen Situation. Moderne Leiterplattenkonstruktionen und Bestückungstechniken erfordern dies nicht mehr.

Kennzeichen
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Kreuzschraffiert sollte speziell zur Erhöhung der Impedanz der Leiterbahnen verwendet werden. Mit einer kleinen Schraffur (dh keine Spuren gehen über eine Lücke hinweg) treten nicht viele Übersprechprobleme auf, sondern Sie erhalten die Impedanz, die Sie benötigen.
Kortuk
Ich habe dir bereits eine +1 gegeben, aber bitte bearbeite, um zu beachten, dass die Schraffur nur in Impedanzsituationen verwendet werden sollte. Für Hochgeschwindigkeitssignale ist dies immer noch akzeptabel. Sie müssen lediglich sicherstellen, dass die Spuren ausreichend voneinander getrennt sind, um das Übersprechen zu stoppen.
Kortuk
Ich stimme nicht ganz zu, aber ich habe meine allgemeine Sprache mit zunehmender Häufigkeit durch spezifischere Themen ersetzt
Mark
Die schraffierte Grundebene muss nicht mit der Frequenz kleiner werden, sondern muss im Verhältnis zum Leiterbahnabstand kleiner werden, um das Übersprechen zu beseitigen.
Kortuk
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Im Allgemeinen stimme ich zu. Verwenden Sie niemals schraffierte Grundflächen. Dies gilt für 99% der Menschen. Wenn Sie eines brauchen und es realisieren, interessiert Sie unsere Meinung wahrscheinlich nicht, da Sie sich mit Ihren Sachen auskennen.
Kortuk
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Ich glaube, schraffierte Masseebenen lassen sich aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften leichter anlöten. Das Gegenteil ist, eine feste Ebene zu verwenden, aber um jeden Stift / Pad, an den Sie auf der Masseebene löten müssen, Lötreliefs anzubringen.

Abgesehen davon, dass ich mir anderer Gründe nicht sicher bin, haben andere vielleicht eine Idee.

Für mich benutze ich immer feste Flugzeuge. Es ist einfacher zu ätzen, da es nicht viele kleine Dinge gibt, die Sie abätzen müssen.

BEARBEITEN: Ich habe eine Google-Suche durchgeführt und diese Seite gefunden: http://www.diyaudio.com/forums/parts/89354-ground-planes-solid-vs-hatched.html

Kellenjb
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Dies ist nicht korrekt, Vikram. Dies ist eine Verwechslung zwischen schraffierten Grundflächen und thermischem Relief. Markus ist hier richtig.
Kortuk
Nachdem ich viel im Internet gesurft habe, um das herauszufinden, bin ich mir immer noch nicht sicher. So ziemlich alles, was ich online sehe, deutet darauf hin, dass es sich um ein Fabrikationsproblem handelt. Mir wurde jedoch ein Buch gezeigt, in dem davon die Rede ist, dass es sich um ein Impedanzproblem handelt. Derzeit neige ich dazu, dem Buch zu vertrauen. Wenn das Buch richtig ist, ist meine Antwort nicht die richtige Antwort.
Kellenjb,
Darauf habe ich verwiesen.
Kortuk
@Kortuk: Ich würde vermuten, dass schraffierte Grundflächen wahrscheinlich entstanden sind, als automatisierte Werkzeuge keine thermischen Entlastungen durchführten.
Supercat
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Kreuzschraffur vermeidet Probleme mit großen Kupferflächen bei Verwendung der Tonerübertragungstechnik oder wenn ein Laserdrucker zum Erzeugen von Fotoätzgrafiken verwendet wird. Jetzt benutze ich einen Tintenstrahldrucker, um Folien zu produzieren, mit denen ich mich normalerweise nicht beschäftige. Ich benutze Thermoreliefs, wenn ich das Löten auf Kupferflächen erleichtern möchte.

Unter Umweltgesichtspunkten ist es vielleicht nicht so gut, da mehr Kupfer entfernt werden muss. OTOH, das Kupfer, kann von kommerziellen Kartonherstellern zurückgewonnen werden und landet nicht auf einer Mülldeponie, wenn das Gerät mit dem Karton entsorgt wird.

Leon Heller
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Beginnen moderne kommerzielle Kartonhersteller nicht mit einer sehr geringen Menge Kupfer auf dem Karton, um den Rest durch Galvanisieren aufzubauen, sodass die Menge an Kupfer proportional zu Ihrer Planung ist?
Joeforker
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@ joeforker: Würdest du die Hälfte des Kupfers "eine sehr kleine Menge" nennen? Ich verstehe, dass moderne kommerzielle Kartonhersteller normalerweise mit 17 um ("halbe Unze") Kupferfolie bedeckten Platinen beginnen und das Kupfer in Bereichen auflösen, in denen es nicht erwünscht ist. An den Außenschichten und Innen gebohrte Löcher, sie dann (gewöhnlich) einen anderen Aufbau 17 um ( „half-ounce) aus Kupfer mit einer Kombination von“ stromlosem Kupfer "und Galvanisieren.
davidcary
Ich würde 1um eine winzige Menge nennen, sie bekommen dies von der stromlosen Beschichtung. Hab den ganzen Film noch nicht gesehen: eurocircuits.com/index.php/making-a-pcb-eductional-movies
joeforker
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Ein weiterer Grund für die Verwendung schraffierter Ebenen ist die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte. Es gibt eine Reihe von Vorteilen eines schraffierten Flugzeugs gegenüber einem festen Flugzeug. Eine durchgezogene Ebene kann entlang einer Biegelinie Risse bekommen. Bei einer schraffierten Ebene ist dies weitaus unwahrscheinlicher. Noch wichtiger ist, dass eine schraffierte Ebene für eine flexible Leiterplatte mehr Flexibilität in den Biegungen bietet.


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4

Ein weiterer Grund, warum schraffierte Ebenen für flexible Leiterplatten bevorzugt werden sollten, ist der Trocknungsprozess, der mit dem flexiblen Material (Polyimid) vor dem Löten erforderlich ist. Bei einer schraffierten Ebene kann die Feuchtigkeit aus dem flexiblen Trägermaterial austreten, während sie unter festen Ebenen eingeschlossen ist.

Zebonaut
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Eine häufige Verwendung von schraffiertem Kupfer kommt beim Entwerfen einer kapazitiven berührungsempfindlichen Benutzeroberfläche (Schaltflächen, Schieberegler usw.) vor.

Da die durch Berührung eingeführte Kapazitätsänderung um einen pF (+ - eine Größenordnung, abhängig von der tatsächlichen Implementierung) liegt, möchten Sie die Basiskapazität minimieren. Die feste Masseebene um die Leiterbahn (die das Tastenfeld und den Controller verbindet, der sie misst) fügt mehr parasitäre Kapazität als eine schraffierte hinzu. Anwendungsbericht aus Texas zum kapazitiven Tastsinn , in dem dies erwähnt wird.

Krisztián Szegi
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Mein Verständnis war, dass massive Scheiben während des Wellenlötprozesses durch Ausgasen des Laminats Blasenbildung verursachen können, aber die langsameren Aufheiz- / Abkühlzeiten von SMD-Reflow machen dies wahrscheinlich weniger zu einem Problem - ich habe sicherlich einige (sehr) gesehen alte Bretter mit blubbernden Kupferflächen.

mikeselectricstuff
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Kupferebenen mit Blasenbildung waren normalerweise auf die Maskierung über mit Lötmittel plattiertem Kupfer zurückzuführen, während die jetzt übliche Maske über Kupfer mit ENIG oder HASL nur auf freiliegenden Kupferoberflächen auftrat. Das Lot unter der Maske ließ mehr Lot unter der Maske aufsaugen.
SteveRay
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Netzebenen werden zur Herstellung flexibler Leiterplatten verwendet. Die Verwendung von verkauftem Untergrund macht die FPCB sehr steif und verursacht ein mechanisches Brechen von Spuren auf anderen Schichten. Die Maschengrundebene ist eine Ebene mit höherer Induktivität.

user77250
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Schraffierte Flächen reduzieren das Magnetfeld, das senkrecht in die Leiterplatte einfällt.


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Weitere Fertigungsprobleme entstehen durch die Schraffurfüllung. Es führt dazu, dass winzige Teile des Laminars abbrechen und sich möglicherweise auf Spuren ablagern, was zu Kurzschlüssen und Brüchen führt. Es macht auch die Daten sehr groß. Groß genug, um Probleme bei CAM, Photoplotting und AOI zu verursachen.

Peter Word
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Schraffuren eignen sich für eine Reihe von Anwendungen. Rückweg in flexiblen Schaltungen. Ich benutze sie in Bereichen, um die Wärmeübertragung zu reduzieren. Wenn Sie etwas Heißes neben einer Sache haben, die Sie kühl halten möchten, können schraffierte Flugzeuge für die Rückführung in die kühlen Gegenden viel helfen.

Rontopia
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