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Massefläche

Eine Kupferfläche, die um alles andere herum gefüllt und mit GND verbunden ist. Sie gibt jedem Bauteil einen kurzen Rückstromweg, schirmt Signale ab und spart Routing.

Was sie ist#

Auf der Platine ist eine Kupferfläche (Zone) ein Umriss, den die App mit Kupfer füllt, mit Abstand zu Leiterbahnen und Pads anderer Netze. Eine GND-Fläche auf beiden Lagen einer 2-lagigen Platine verbindet alle Massepads ohne Leiterbahnen und bildet eine nahezu durchgehende Massefläche unter der Schaltung.

Warum sie wichtig ist#

Strom kehrt immer zu seiner Quelle zurück. Mit durchgehender Masse unter einer Signalleiterbahn fließt der Rückstrom direkt unter der Leiterbahn, die Schleife ist klein, und die Platine strahlt weder Störungen ab noch fängt sie welche ein. Abblockkondensatoren wirken nur, wenn ihre Masseseite die Masse des Chips über einen kurzen, breiten Weg erreicht, und den liefert eine Massefläche.

Beispielschaltung: Jedes GND-Symbol hier wird nach Update PCB zu einem Pad auf der Fläche; die Massen von Regler und Kondensatoren werden über sie verbunden.
Jedes GND-Symbol hier wird nach Update PCB zu einem Pad auf der Fläche; die Massen von Regler und Kondensatoren werden über sie verbunden. Öffne das Beispiel ldo_3v3 von dieser Seite in PCB Canvas: „In meinen Schaltplan einfügen“.

So geht’s in PCB Canvas#

  1. Update PCB, Bauteile platzieren, Signal- und Versorgungsleiterbahnen routen.
  2. Füge eine GND-Zone auf der Vorderseite und auf der Rückseite hinzu (mit dem Zonen-Werkzeug oder dem Befehl zone add) über den ganzen Umriss.
  3. Setz ein paar Vias zwischen die beiden Flächen, besonders nahe an Chips und entlang der Ränder („Stitching“).

Stolperfallen#

  • Inseln. Kupfer, das von Leiterbahnen abgeschnitten wird, wird zu einer unverbundenen Insel. Füge eine Via zur anderen Lage hinzu oder verlege die Leiterbahn, die sie teilt.
  • Schnitte unter schnellen Signalen. Eine Leiterbahn auf der Rückseite, die die Fläche unter einem USB-Paar zerschneidet, zwingt den Rückstrom zu einem Umweg. Halte die rückseitige Fläche unter solchen Signalen durchgehend.
  • Antennen. Halte jegliches Kupfer, auch Kupferflächen, aus dem Sperrbereich der Antenne eines Moduls mit ESP32 heraus.