Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Masa po obydwu stronach PCB

matej1410 12 Sep 2016 15:50 3567 14
  • #1
    matej1410
    Level 25  
    Witam.

    Czy zalecane jest wylewanie jednej masy na obydwu stronach jednej i tej samej płytki? Czy wylanie takiej masy może spowodować, że zrobimy z płytki kondensator, którego okładkami będą właśnie owe pola mas? Wydaje mi się, że takie rozwiązanie powinno uchronić PCB przed zakłóceniami z zewnątrz czyniąc układy umieszczone na niej bardziej stabilnymi elektrycznie. Proszę o radę.
  • Helpful post
    #2
    Loker
    Level 39  
    Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie. Sposób prowadzenia masy zależy od rodzaju układu, rozmieszczenia elementów, spodziewanych zakłóceń itp., na przykład:
    - w niektórych przypadkach tzw. pętle masy są szkodliwe, w innych pożądane;
    - nie poleca się wylewania masy pod rezonatorami;
    - duża ilość miedzi po jednej stronie płytki spowoduje problemy podczas lutowania reflow.
  • Helpful post
    #3
    Anonymous
    Level 1  
  • Helpful post
    #4
    RitterX
    Level 39  
    Zwróć uwagę na to jak wylane masy są połączone z blokiem zasilania. Powinno być tak, że nawet gdy wylewasz masę w okolicach przetwornicy impulsowej to powinna ona łączyć się z pozostałą cześcią zasilanego układu w jednym punkcie. Często w tym miejscu dodaje się bezpiecznik SMD. Ważne jest także jakiej wielkości jest płytka. Jeżeli ma 10x10cm to problem będzie niezbyt wielki ale jak bedzie miała 2-3 razy tyle to mogą pojawić się niekorzystne zjawiska. Zalanie masą nie może być "na pałę" wszystkiego co popadnie. Pola wylanej masy nie powinny mieć zbyt wielu "zadziorów" na krawędziach, dokładniej żadnych "zadziorów" i mieć sporą powierzchnię tak by na płytce nie było otwartych "nitek" masy. Kolega wyżej opisał problem przelotek i tego się trzymaj.
    To oczywiście jedynie wycinek problemu gdyż równie dobrze można sknocić PCB np. prowadząc ścieżki sygnałowe i zasilania blisko, co gorsza równolegle do siebie. Błędem jest rozrzucanie kondensatorów blokujących gdzie popadnie. Ogólnie projektowanie dobrych płytek jest sztuką. Super narzędzia dbające o integralność sygnałową i takie tam są bardzo pomocne ale pewnych problemów nie rozwiążą.
  • #5
    Marek2006
    Level 29  
    Nie bardzo rozumiem w jaki sposób masa po obu stronach płytki może stworzyć kondensator. Z definicji takie ścieżki są podłączone do GND (czyli wzajemnie ze sobą) a zatem nie ma dwóch okładek kondensatora a co najwyżej jedna. Ale czy kondensator z jedną okładką jest kondensatorem? Można co najwyżej mówić o pojemności pomiędzy tą masą a ścieżkami sygnałowymi. Ale to już zupełnie inny problem. W układach często występują różne masy: analogowa i cyfrowa. Muszą być ze sobą połączone ale w specjalny sposób. Nie wspomniałeś, czy masz właśnie taki przypadek.

    Marek
  • Helpful post
    #6
    Anonymous
    Level 1  
  • #7
    RitterX
    Level 39  
    Ten kondensator ma okładki, które są elementami złożonymi czyli posiadają impedancję a nie jedynie rezystancję. Właśnie to jest podstawowym problem dotyczącym wylewania masy oraz sposobu łączenia mas np. masy modułu zasilania z resztą układu czy też masy analogowej i cyfrowej. Z powodu "złożonego" charakteru impedancji kondensatory blokujące łączy się z masą nie jak popadnie a także nie układa tam "gdzie Pani Jadzi" pasowało :) , to samo dotyczy przelotek.
  • #8
    strdaniel
    Level 20  
    Zalecane jest dla obowdów drukowanych gdzie masz dwie warstwy na których prowadzisz sciezki uzywanie płytek czterowarstwowych
    z czego dwie wewnętrzne sa własnie płaszczyznami zasilania tzw. power plane

    Generalnie jeżeli projektujesz jakikolwiek obwód w którym używasz układów z częstotliwościami powyżej kilku MHz to jedyny sposób żeby nie mieć
    problemów z zakłóceniami i z zewnątrz i z wewnątrz.
    Dla obwodów z dużymi częstotliwościami (powyżej kilku MHz), dwie warstwy z wylana masa to tylko same kłopoty, praktycznie nie da się zapanować nad
    taki układem, a wynika to z tego że nie panujemy nad impedancją obwodów które przy tych częstotliwościowych zaczynają mieć znaczenie, a im wyższa
    częstotliwość tym problemy większe, każda zmiana impedancji miedzy to odbicie, każde obicie to zakłócenia .....
    Obwody dwuwastwoe jedyne jakie mozesz uzyc jesli chcesz to gdzies sprzedac czy wyprodukowac moga byc uzyte tylko w dwoch przypadkach
    1. dolna warstwa cala pokryta masą
    2. układ twój zamkniesz w metalowej skrzynce podłaczyc do solidnego uziomu i zasilisz wewnetrznie baterią :)
    O ile do tych kilku MHz lub nawet i wiecej da sie zapanowac nad takim obowodem bez płąszczyzn wewnetrznych zasilania, tzn beda działały samoczynnie poprawnie
    to z zakłóceniami jesli w takich twoje urządzenie bedzie pracowac nie zapanujsze, co np wyjdzie bardzo szybko gdy pojdiesz na badani EMC i zaczniesz
    sobie w komorze podawać z zewnątrz zakłóceniami

    Jeśli nie wierzysz to może przekona cie to ze firmy które robią projektują PCB na obwodach czterowarstwowych zawsze stackup maja z dwiema zewnętrznymi
    warstwami na routingi z dwiema wewnętrznymi na zasilanie/a. Można by powiedzieć ze po co wiec 4 warstwy skoro używamy tyko dwóch :)

    Zalecane stakupy :

    Masa po obydwu stronach PCB
    Wniosek : 2 wartstyw tak dla celów amatorskich, lub dla układów prototypowych, żeby ściąc koszta, ale i tak 4 wartwy cie nie ominą wcześniej czy pózniej
    no chyba ze układy pracują z mała czestotliwościa i są dobrze odseparowane od zakłóceń
  • #9
    Anonymous
    Level 1  
  • #10
    strdaniel
    Level 20  
    GND - GND ?
    nikt tak nie robi w stackupie czterowarstowym, no-way, bo po co
    kazda linia którą routujesz na warstwie sygnałowej musi sie jakos stworzyć linie obwod zamkniety czyli jakos przez mase wrócić do zasilania. I szuka zawsze najszybszej drogi powrotu. Dlatego własnie stosuje sie wartwy power plane ale to oczywiscie nie jest jedyny powod. Czy to bedzie GND czy VCC nie ma znaczenia dla obowdu. Jesli pod sciezka masz mase lub vcc (wartwe zasilajaca) to masz pewnosc ze tak jak idize sciezka tak samo poplynie prąd powrotny (tzw return current path) a ze odleglosci miedzy sciezka a masa sa stale to i impedancja jest stala i nie ma odbic bo kazda zmiana impedancji na sciezce to odbicie i zaklocenie. Jesli nie masz takiej wartwy (plaszyczyzny odniesienia) to impedancja twojej sciezki bedzie zmieniac sie i masz chaos. Oczywicie mozesz obok pociagnac sciezke masy zasilania i masz praktycznie to samo ale dwa razy tyle miejsca, i chaos w obowdzie zasialnia.To juz jakas czarna magia
    To o czym piszesz czyli przesluchy na sciezkach to zupelnie inna broszka
    Obwod 2 wartowy (analogwe uklady to co innego) na duzych czestotliwosciach nie bedize działał NO-WAY, na pewno nie stabilnie, dwa nie ma opcji zeby przeszedl jakiekolwiek badania EMC NO-WAY , no chyba żefaktycznie nie ma nic podlaczone ale to po co go uzywac ?
    I nie jest to żadna przesada tylko oczywisty fakt
    I jeszcze raz z tymi polami masy, to jakies herezje podkreslam wylewanie masy w ukladach procesorowych jest nie stosowane a jesli nawet jest to na pewno nie po to zeby zredukowac zakłocenia
    Stabilny układ = mininmum 4 warstwy nie da sie tego ominać
  • Helpful post
    #11
    Anonymous
    Level 1  
  • #12
    RitterX
    Level 39  
    Sporo ciekawych wątków... . Nie tak dawno rozebrałem konwerter satelitarny czyli to co na końcu wysięgnika anteny satelitarnej, częstotliwość prady >10GHz - liczba warstw PCB... 2 :) . Nawet nie na teflonie gdyż można obejrzeć ścieżki pod światło - dobry epoksyd.
    Projekt z internetu:
    http://www.opencircuits.com/Linuxstamp
    Liczba warstw... 2 :) .

    Oczywiście można robić płytki 12. warstwowe lecz producenci np. płyt głównych czy kart graficznych nie wychodzą zwykle powyżej 6. warstw -koszty! Jak potrafią na 6. warstwach postawić kilka układów BGA o restrze 0.5mm i liczbie kulek w okolicach 1000 i jeszcze je połączyć, pojęcia nie mam ;) .
  • Helpful post
    #13
    strdaniel
    Level 20  
    Temat tego postu dotyczył wylewania mas z dwóch stron obwodu dwuwarstowego. Odpowiedziałem zgodnie z prawdą że taki wylewanie masy nie pomoze w przypadku układów o czestotliwościach powyżej 1 MHz ani przy emisji ani przy odporności i to jest niestety prawda, bez wzgledu na to co tutaj napiszecie.
    Użytkownikowi atom1477 bardzo dziękuję za wnikliwą analizę mojej osobowości, dowiedziałem się o to że jestem nieukiem, amatorem, nie rozumiem zasad projektowania płytek pcb i wciskam ludziom ciemnote.
    Nie chce mi się analizować całej twojej dłuuuugiej wypowiedzi ale ogranicze sie do dwoch fundamentalnych błędów , żeby udowodnić ile warte są twoje wypowiedzi.
    1. Tu cytat Atom1477
    „Myślę że to jest efekt niezrozumienia zasad projektowania. Właśnie wtedy się idzie w kolejne warstwy zupełnie bez powodu.
    A znając zasady i na 2 warstwach by się wiele obwodów dało zrobić zupełnie poprawnie.

    Skoro piszesz o PCB do urządzeń komercyjnych to się domyślam że projektujesz takie urządzenia. I masz problem z płytkami 2 warstwowymi właśnie z powodu nieznajomości czy niezrozumienia zasad projektowania. I dopiero płytki 4 warstwowe Cię ratują, ale to tylko oznacza że i na tych płytkach popełniasz jakieś błędy.
    Albo niekoniecznie Ty. Może inni pracownicy nie mieli o tym pojęcia. I musieli projektować na 4 warstwach żeby się ratować.
    A Ty przyszedłeś do pracy do tej firmy i na dzień dobry usłyszałeś:
    "Płytki proszę projektować jako 4-warstwowe. Bo inaczej nie przejdą testów EMC"

    Wiec tak jest jedna taka absolutnie podstawowa zasada, takie pierwsze przykazanie z 10 głownych zasad projektowania pcb dla „ukłądów cyfrowych” gdy umownie powiem czestotliwosci pracy są wysokie. Brzmi tak „Nie panujesz nad impedancja ścieżek – nie panujesz nad obwodem pcb”. Kazda linia która routujesz na warstwie sygnałowej tworzy obwód zamkniety z płaczyzna masy (lub zasilania dla wysokich czestotliwosci nie ma znaczenia). Jeżeli więc mase i zasialnie wylałeś sobie ochoczo na warstwach sygnałowych i masz tych wartw dwie w swoim obwodzie , to jak wyliczysz impedancje swojej scieżki w takim obowodzie??
    Programy do analizy obowdów pcb przed i po routingu gdy zadekralujesz im że chcesz dwie wartwowy obwód badać, jeżeli wogóle ci taki obwód pozowlą zdeklarować to nie rozpoczną nawet symulacji !! Dlaczego ?? Otóż właśnie dlatego że nie sa w stanie wyliczyć impedancji scieżek. A dodaj warstwe odniesienia pomiedzy warstwami sygnałowymi i bach nagle okazuje sie to możliwe.
    Przy wysokich częstostliwościach ściezki obowdu silnie promieniują zachowując siejka antena pętolowa i powoduje to bardzo duże problelmy ze spełnieniem wymagan EMC, ścieżki mają charater indukcyjny a elementy pojemnościowy i powoduje to rezonasne w procesach przejściowych.
    Jeśli nadal uważasz że kłamie to proponuje zacząć od równań telegrafistów . Rozwiązujesz i wychodzi ci ładnie przy dokonaniu uproszczeń od czego zależy impedancja ścieżek w obwodzie. (Jak nie umiesz daj znać, to Ci to ładnie tutaj wrzuce)
    Tutaj filmik :”The fundamentals of PCB stackup design:
    https://www.youtube.com/watch?v=oLndOYkS9Mo
    A tutaj ładny rysuneczek o emisji ścieżki i jak łądnie płaszczyzna VCC te emisje ucina


    A Ty piszesz że da się zrobić dobrze pcb na dwóch warstwach. Mało tego piszesz że widziałeś tableta zrobionego na 2 warstwach. Swoją droga czemu usnełes ten wpis to było dobre..
    Napisałeś tez że koledzy z pracy czy kto tam to był... w firmie (pewnie twojej) zrobili płytke 2 wartwową nie przeszła EMC no to przerzucili sie na 4 i też nie działała. No bosze.... skoro nie wiedzieli od początku że należy zrobić na 4 to logiczne że nie umieli tego też zaprojektować . Sam czterowarstwowy obwód to jeszcze nie wszsytko a w zasadzie to tylko dobry początek
    2. Cytat nr dwa atom1477
    „Jesli pod sciezka masz mase lub vcc (wartwe zasilajaca) to masz pewnosc ze tak jak idize sciezka tak samo poplynie prąd powrotny (tzw return current path)"
    Wcale nie. Jak ścieżka przechodzi z Top na Bottom to prąd powrotny musi przejść z GND na VCC. Jak przejdzie gdy w okolicy przelotki na ścieżce sygnałowej nie ma połączenia pomiędzy GND i VCC? Oczywiste jest że prąd powrotny popłynie inną drogą. Popłynie przy najbliższym kondensatorze pomiędzy VCC i GND.


    Ten problem który tu opisałeś potwierdza wszytko co powiedziałem powyżej, tak płaszczyzna odniesienia się zmienia i co z tego ? Każda via, przejście miedzy wartwami itd powoduje zmianę impedancji ścieżki ale to nadal jest problem do opanowania własnie dzieki temu że wiemy co się w tym obodzie dzieje i gdzie ma płąszczynę odniesienia. A jak ty to chesz do tematu postu czyli wylewanej masy na dwuwarstowej ścieżcze przenieśc to ja nie mam pojęcia. To jest wazny problem ale na pewno nie najeważniejszy, bo jedna z innych zasad właśnie opierając sie na tym co opsiałeś mówi zeby ścieżki o dużych częstotliwościach prowadzić po jednej warstwie. Zresztą tak właśnie sie projektue pcb, najpierw „szybkie ścieżki”. Jeśli takie ścieżki muszą warstyw zmieniać bo inaczej się nie da to wtedy należy sobie łądnie wszytko zaprojekotwać korzystając z narzędzi symulacyjnych sprawdzić czy nasza impedancja trzyma sie stałej wartości (nawet używając SPICE można)
    Zrobiłeś analize mojego charatkeru to ja zrobie również analize twojego użytkowniku atom1477. Wypisujesz głupoty zarzucając mi brak kompetencji i znajomości reguł projektowych, samemu nie znając nawet absolutnych fundamentalnych zasad. Widać że raz nie zobiłeś żadnego poważnego projektu nigdy w życiu, nie czytałeś żadnej porzadnej ksiązki traktującej w tym temacie, bo gdybyś czytał to byś to wiedział bo to zawsze jest na samym początku opisane od tego sie zaczyna. No i na pewno nigdy nie dotknełeś nawet narzedzi do symulacji obwodów pcb z powodów wyżej opisanych.
    Wiec nie masz żadnej praktycznej wiedzy, ani teoretycznej, mało tego opowiadasz głupoty a jak ktos się z Toba nie zgodzi to sie rzuczasz na niego jak wyglądniały wilk na jedzeni... Nie ma nic złego w udzieleniu odpowiedzi w temacie na podstawie swojej wiedzy, ale jak ktoś powie CI cos co sie nei zgadza z twoja wiedza to może troche pokory by sie przydało. Poziom twojej arogancji dorównuje w zasadzie tylko poziomowi Twojej niewiedzy. Ktoś na forum naczyta sie takich głupot które wypisujesz i pomysli tak ten Atom to jest specjalista ma milion postów, pomógł 100 tys osób musi się znać....
    A tu zonk po pan Atom to ściemiacz, pozostaje mieć nadzieje że nie pracujesz zawodowo przy pcb bo jak tak to masz dwie tylko opcje
    1. Zmienic prace
    2. Trudniejsze – douczyć się szybko i przede wszystkim zmienić charakter bo masz kompleks boga ewidentnie, wszytko wiesz najlepiej, a jak ktos powie cos innego niz Ty staje sie Twoim wrogiem publicznym, w dodatku musi być idiotą skończonym, no bo przecież Bog sie nie myli
    W sprawie twojej nauki mógłbym zasugerować kilka dobrych moim zdaniem pozycji w literaturze, ale z racji twojego niegrzecznego wypowiadania ise na moj temat NO-WAY, sam sobie poszukaj
    Mam również nadzieję ze w innych tematach niz PCB Twoja wiedza jest lepsza i wypowiedzi bardziej sensowne
    I ostatania moja uwaga na koniec, całe Twoje wypowiedzi w tym wątku mają znamiona bełkotu psełdoinżynierskiego, wyglada to tak jakbyś na bieżąco googlował odpowiedzi i pisał bez ładu i składu. Cięzko sie to czyta, same ogólniki, półprawdy, pomieszane priorytety ważności teamtów i zero praktycznych odpowiedzi
    Użytkowniku RitterX, rozebrałeś antene i dziwisz się że jest na dwóch wartwach, kiedy my własnie w obowdach pcb staram się aby obowdy nie były anteną i stąd cała ta zabawa !!!
  • #14
    Anonymous
    Level 1  
  • #15
    RitterX
    Level 39  
    strdaniel wrote:
    Użytkowniku RitterX, rozebrałeś antene i dziwisz się że jest na dwóch wartwach, kiedy my własnie w obowdach pcb staram się aby obowdy nie były anteną i stąd cała ta zabawa !!!

    Rozebrałem nie antenę a konwerter satelitarny czyli układ mikrofalowy. Wcale się nie dziwię, że jest to układ na PCB dwuwarstwowym. Nie mniej zwróciłem uwagę, że pomimo 2. warstw i bardzo trudnych współzależności, które nie koniecznie dotyczą pojedynczych MHz za to jak najbardziej dotyczą GHz nie zastosowano PCB o większej liczbie warstw jak 2. Nawet nie użyto laminatu teflonowoego. Aby nieco rozjaśnić, problem zakłóceń i sprzężeń w obwodach mikrofalowych dotyczy nie tylko rozłożenia ścieżek i mas sygnałowych ale nawet geometrycznego rozkładu elementów. Nawet elementy typu rezystor w obudowach 0402 dla tego zakresu częstotliwości potrafią wprowadzać sprzężenia dyskwalifikujące poprawne działanie układu. Pomimo to nikt nie dodał warstwy odniesienia. Za to dodana jest obudowa ze stopu aluminiowego, która stanowi integralny element układu. Stąd zapewne te dwie zwykłe śrubki do strojenia dwóch mikrofalowych heterodyn?
    Z punktu widzenia programu, którego używasz układ nie powinien działać. Jednak działa i jest sprzedawany przynajmniej w dziesiątkach tysięcy sztuk.
    To jedynie opinia, wraz z wprowadzeniem narzędzi do analizy integralności sygnałowej zamiast ułatwić projektowanie rzeczywistych układów utrudniono je bardzo wielu użytkownikom, którzy traktują zbyt dosłownie symulacje, tak symulacje realnych układów! Programy wspomagające projektowanie są programami wspomagającymi a nie załatwiającymi pracę za innych.
    Nie masz wpływu np. na rozkład przenikalności elektrycznej prawdziwego laminatu, z którego jest wykonana realna płytka.