Ground pours on signal layers?

Are ground pours on signal layers beneficial or problematic?
I have heard that long skinny ground areas that don't have stitching vias
can radiate. If signal layers are adjacent to solid ground plane layers
then maybe this isn't a concern? If the pour is close enough to impedance
controlled traces could it lower there impedance?
Thanks for any advise.

joel 4 years 6 months 18 days

2 answers

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Answered byjosiah.bartlett 4 years 6 months 18 days
Hi, Joel,
This is such a complicated issue that has no right answer. The answer is, as 
always, "It depends". I've had them be beneficial and I've had them resonate 
and make things worse. You certainly have to establish a trace clearance zone 
for controlled impedance traces, but you also need enough stitching vias that 
you don't accidentally create waveguide propagation modes between the ground 
pour and another plane. It is a 3 dimensional problem. A thing to remember is 
that at high frequency the ground return current doesn't spread out, it pretty 
much follows the trace. This also means that due to finite AC conductance that 
this ground current can induce more current in another plane. Also, when ground 
current changes layers there is the opportunity for a lot of strange resonance. 
Electromagnetic simulation can be very helpful.

Also, there are mechanical considerations to the board press. If you get too 
much or too little copper on a particular layer, you interfere with the 
adhesion as well as final press geometry. The board fab house can give you 
feedback on this, and they will probably want to thieve the puddle (basically 
crosshatch) to improve manufacturability. This means the final design doesn't 
always match the artwork.

In general, I like to avoid just pouring in metal and vias unless I can point 
to a good reason to do so, but I accept that there are limitations to analysis 
and simulation that require us to make guesses. There's not really a good 
substitute for experience.

Best wishes,

Josiah Bartlett
Principal Engineer- High Performance Probes
Phone: 503.627.2946

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Joel Brown
Sent: Monday, February 29, 2016 2:00 PM
To: SI-List
Subject: [SI-LIST] Ground pours on signal layers?

Are ground pours on signal layers beneficial or problematic?
I have heard that long skinny ground areas that don't have stitching vias can 
radiate. If signal layers are adjacent to solid ground plane layers then maybe 
this isn't a concern? If the pour is close enough to impedance controlled 
traces could it lower there impedance?
Thanks for any advise.

Answered bycorley 4 years 6 months 18 days

If the pour is close enough to impedance controlled traces could it 
lower there impedance?
Yes.  Any metal close enough to a signal's electromagnetic field will 
affect it's impedance.

Are ground pours on signal layers beneficial or problematic?
They can be problematic, here are a few things to watch out for:
- If it's on a dual stripline layer, flooding a plane on one signal 
layer will affect the impedance of traces on the 2nd adjacent layer.  
I've helped find this problem for quite a few people who've made this 
mistake and had it cause a signal integrity problem.
- As above, if the fill gets too close to traces on the same layer it 
affects their impedance.

An alternative:
If you have ground planes on both sides of the signal plane then it 
might be beneficial to put a power plane fill there instead of a ground 
plane fill, to increase the high frequency plane capacitance of the 
power supply plane.  Of course keep sufficient distance from other 
signals on the same layer.

A small side note to consider:
Having more copper in a empty area is good for balancing out the etching 
process, but of course be careful of the impedance effects on adjacent 

Best of luck, hope this helps.

Chuck Corley

On 2016-02-29 14:00, Joel Brown wrote:
Are ground pours on signal layers beneficial or problematic?
I have heard that long skinny ground areas that don't have stitching 
can radiate. If signal layers are adjacent to solid ground plane layers
then maybe this isn't a concern? If the pour is close enough to 
controlled traces could it lower there impedance?
Thanks for any advise.