Hallo,
will ein 4-fach Multilayer Board layouten.
Einer der beiden Innenlayer wird als Massefläche ausgelegt,
den zweiten Innenlayer möchte ich für die Stromversorgung benutzen.
Es fliessen nur geringe Ströme auf der Baugruppe (max. 100mA).
Ich werde in beiden Innenlayern keine Leiterbahnen zur Signalführung
brauchen.
Kann ich dann die +3,3V Stromversorgung im Innenlayer auch als Fläche
auslegen oder sollte ich Leiterbahnen ziehen?
Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer
und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser
Kondensator wirken und das nicht so gut sein soll.
Welche Erfahrungen aus der Praxis gibts dazu?
H. B. schrieb:> Es fliessen nur geringe Ströme auf der Baugruppe (max. 100mA).> Ich werde in beiden Innenlayern keine Leiterbahnen zur Signalführung> brauchen.
Warum machst du dann überhaupt ein 4-lagiges Design?
> Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer> und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser> Kondensator wirken und das nicht so gut sein soll.
Falsch gehört. Prinzipiell ist so ein Kondensator sehr gut. Leider aber
fast nicht vorhanden, weil gerade die Innenlagen sehr weit auseinander
sind. Du solltest auf jeden Fall Entkopplungskondensatoren dicht an den
ICs vorsehen...
@ H. B. (communicator9)
>Einer der beiden Innenlayer wird als Massefläche ausgelegt,>den zweiten Innenlayer möchte ich für die Stromversorgung benutzen.
Das ist der Normalfall.
>Es fliessen nur geringe Ströme auf der Baugruppe (max. 100mA).>Ich werde in beiden Innenlayern keine Leiterbahnen zur Signalführung>brauchen.
Um so einfacher.
>Kann ich dann die +3,3V Stromversorgung im Innenlayer auch als Fläche>auslegen oder sollte ich Leiterbahnen ziehen?
Warum denn nicht? Mein Gott, muss man jede noch so einfache Sache immer
nachfragen?
>Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer>und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser>Kondensator wirken und das nicht so gut sein soll.
Genau anders herum. Der große Kondensator IST gut.
>Welche Erfahrungen aus der Praxis gibts dazu?
Du denkst zuviel. Mach eine Massefläche und eine VCC Fläche und fertig.
>Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer>und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser>Kondensator wirken
Ja. richtig.
>und das nicht so gut sein soll.
Weil?
Falk Brunner schrieb:>>Kann ich dann die +3,3V Stromversorgung im Innenlayer auch als Fläche>>auslegen oder sollte ich Leiterbahnen ziehen?>> Warum denn nicht? Mein Gott, muss man jede noch so einfache Sache immer> nachfragen?>>>Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer>>und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser>>Kondensator wirken und das nicht so gut sein soll.>> Genau anders herum. Der große Kondensator IST gut.>>>Welche Erfahrungen aus der Praxis gibts dazu?>> Du denkst zuviel. Mach eine Massefläche und eine VCC Fläche und fertig.Matthias Lipinsky schrieb:>>Hab mal gehört dass eine durchgehende Massefläche in einem Innenlayer>>und eine durchgehende + Fläche im anderen Innenlayer wie ein grosser>>Kondensator wirken>> Ja. richtig.>>>>und das nicht so gut sein soll.>> Weil?
Weil je nach Anwendung und verwendeten Signalfrequenzen er so massive
Probleme mit der EMV bekommen kann. Wenn beide Flächen vollflächig
ausgelegt sind, koppelt er im Zweifelsfall hochfrequentes Rauschen in
die analogen Komponenten und/oder die Spannungsversorgung ein.
Man kann also durchaus darüber nachdenken, ob sich die Platine nicht
hinsichtlich EMV verbessern lässt, statt einfach zwei riesige Flächen zu
nehmen.
Es gibt Techniken, dieses Einkoppeln in andere Systeme zu unterdrücken,
und dazu zählt auch, dass man im VCC/VDD-Layer Leiterbahnen zieht, die
sternförmig von der Spannungsversorgung abgehen. Unter den jeweiligen
Bauteilen werden dann jeweils wieder VCC/VDD-Inseln gebildet.
In diesem Zusammenhang kann ich nur
http://application-notes.digchip.com/070/70-41115.pdf empfehlen.
Gruß
Florian
Danke für die Antworten
Ja das mit der EMV mein ich im Zusammenhang mit den Problemen wenn VCC
und GND als grosse Flächen ausgeführt sind.
Auf der Platine gibts schon Bausteine deren Signale mit hohen Frequenzen
arbeiten (32 Bit Controller, Grafikcontroller, LVDS Wandler ,serielle
Flash Speicher, usw.)
@ H. B. (communicator9)
>Ja das mit der EMV mein ich im Zusammenhang mit den Problemen wenn VCC>und GND als grosse Flächen ausgeführt sind.
Das gilt bestenfalls für 1% aller Platinen, die sehr empfindliche
Analogschaltung drauf haben.
>Auf der Platine gibts schon Bausteine deren Signale mit hohen Frequenzen>arbeiten (32 Bit Controller, Grafikcontroller, LVDS Wandler ,serielle>Flash Speicher, usw.)
Der übliche Digitalkram, dort ist das um Größenordnungen unkritischer
und eine durchgängige Masse + VCC Ebene Standard.
Florian W. schrieb:> Weil je nach Anwendung und verwendeten Signalfrequenzen er so massive> Probleme mit der EMV bekommen kann. Wenn beide Flächen vollflächig> ausgelegt sind, koppelt er im Zweifelsfall hochfrequentes Rauschen in> die analogen Komponenten und/oder die Spannungsversorgung ein.
Ja, bei ganz empfindlichen OP-Schaltungen muss man die Ausgangskapazität
minimieren, und dann darf man keine Fläche unter dem Ausgang haben.
Aber: Wenn das relevant ist, wird der TO mit seinem Wissen sowieso
Probleme bekommen.
Ansonsten würde ich nur beachten, dass man unter der switching node
eines Schaltnetzteils keine Flächen macht. Ansonsten durchgängige
Flächen. Auch Analog/Digitalground würde ich nicht trennen, auch wenn
das mancherorts noch gängige Praxis ist. Besser für räumliche Trennung
sorgen.
Es ist in den meisten Fällen eine ausgesprochen gute Idee, für die
Versorgungsspannungen vollständige Innenlagen zu verwenden. Meine
Erfahrung ist jedoch, dass man Schaltregler möglichst auf eigene Inseln
legen sollte. Unterhalb von Speicherdrosseln sollte wiederum keine
durchgängige Kupferfläche sein, d.h. weder Masse noch ein anderes
Potential, da dies zu erheblichen Wirbelströmen und der Reduktion des
Wandler-Wirkungsgrades führen kann.
Eine Schaltreglerinsel koppelt man vorzugsweise über möglich dicht
beieinanderliegende schmale Stege an, d.h. alle drei Potentiale
(Eingang, Ausgang, Masse). Im Bereich dieser Stege kann man dann noch
Filterelemente anbringen, z.B. Ferrite und kleine Abblockkondensatoren.
Ich hatte vor langer Zeit einmal einen Schaltregler (Intersil ISL8540),
bei dem ich im ersten Versuch massive Probleme mit Störspitzen hatte,
die gleich in die Versorgungslage einkoppelten. Das Auftrennen (durch
gezieltes Aufbohrung von Durchkontaktierungen) der Ausgangsspannung und
anschließendes Neuanschließen an die Versorgungslage konnte ich eine
beträchtliche Senkung des Störpegels erzielen.
Letztendlich stellte sich dann aber heraus, dass die Störungen in Form
sehr kurzer (~2ns) Nadelimpulse durch den Ladevorgang des
Bootstrap-Kondensators verursacht wurden und durch einen kleinen
Serienwiderstand beseitigt werden konnten.
