¿Siempre es posible reducir el número de capas en una PCB haciendo que la placa sea más grande?

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Veo que un PCB de 2 capas es realmente barato como prototipo. Un PCB de 4 capas es casi 4 veces más caro. Tengo un diseño que utiliza RAM DDR3 donde necesito coincidir con las longitudes de rastreo. Sin embargo, también necesito mantener los costos bajos. Observo que elegir un PCB de 2 capas más grande es más económico en comparación con un PCB de 4 capas. ¿Podría funcionar por diseño si utilizo el PCB de 2 capas en lugar de 4, aunque mis trazas son mucho más largas?

¿Por qué el PCB de 4 capas es mucho más caro en comparación con el 2layer? ¿De 2 a 4 capas es una gran diferencia de precio? Me gustaría saber por qué ? La mayoría de los diseños comerciales parecen usar 4 capas cuando tienen RAM. Sin embargo, son capaces de vender a precios tan baratos. Considero que hacer eso a granel realmente ayuda, pero ¿en qué medida se reduce el costo de PCB b? LE dice que en pequeñas cantidades para hacer un PCB de 4 capas es 4 $? ¿Cuánto sería cuando lo haga en cantidades de 100?

    
pregunta Rock Tumbler

4 respuestas

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Ah, el horror de tratar de hacer que la DDR funcione en dos capas :) La respuesta larga es, por supuesto, aprender acerca de la integridad de la señal y tratar de entender exactamente lo que estás haciendo. He visto esto hecho antes, e incluso pasar EMI pero con muchas advertencias. Primero solo había una parte de DDR. En segundo lugar, el controlador se diseñó cuidadosamente para enrutarse a todas las señales en las dos primeras filas de bolas ampliamente espaciadas, de manera que todas las señales se enrutaron sin vías en la capa superior a la parte DDR. Luego, el fondo se usó para un avión GND, a pesar de que estaba a 60 milésimas de distancia. Las rutas se emparejaron, pero se mantuvieron "extremadamente" cortas. Finalmente, la parte se ejecutó lo más lento posible, básicamente la frecuencia mínima permitida por la parte DDR. Ah, y tuvimos un reloj de espectro ensanchado para EMI.

Como regla general, diría que esto no es una buena idea y que debería limitarse a cuatro capas y reducir los costos en otros lugares. Si lo va a hacer, ni siquiera espere alcanzar la máxima velocidad, y si está intentando enrutar varias partes, como un DIMM o un clamshell. Yo diría que ni siquiera vale la pena intentarlo.

El costo depende de tantos factores, desde donde lo haces hasta cuánto, es un problema mucho más pequeño en volúmenes muy altos que en volúmenes de proto bajos. Los dolores de cabeza que enfrentará al tratar de depurar un diseño de dos capas casi nunca valen la pena. En muchos casos, el mayor tiempo de comercialización al que se enfrentará al intentar que funcione es solo el costo de una capa 4.

Mencionas un volumen de 100 como si fuera alto, pero no lo es en absoluto una vez que comienzas a moverte a los miles, cientos de miles, hay una fuerte caída en el precio de unos pocos cientos de piezas. Lo mismo si te mueves de la costa en algún lugar. A modo de ejemplo, puedo pensar que mi precio en EE. UU. En unidades de 10K de un tablero de 10 capas es de alrededor de $ 50, pero mi costo en el extranjero es de $ 25. Su precio también dependerá de la eficiencia con que use el panel (su PCB House fabrica tablas en tamaños de hoja estándar). Si solo ajusta dos por panel y tiene una gran cantidad de desechos, su costo aumentará como si solo ordenara 2 y dejar espacio para 20 en el panel. Por cierto, así es como funcionan los pedidos de pcb de la agrupación.

¿Por qué cuesta más? Bueno, es mucho trabajo de mineral, implica duplicar el material y requiere un poco más de precisión o habilidad. Una capa de dos capas es solo una pieza de revestimiento de cobre FR4 en ambos lados, solo taladre algunos agujeros, enmascare, grabe y procese el proceso. Para una máscara de tablero de cuatro capas y grabe las dos capas, luego lamine dos capas externas más en cada máscara lateral y vuelva a grabar, teniendo mucho cuidado de que se alineen correctamente, luego taladre y expulse el proceso. Eso es solo un ejemplo, pero el punto es que el proceso tiene más pasos, más mano de obra, más material y más costo.

Podría valer la pena mencionar que hay chips para la industria móvil que llevan cosas como LPDDR4 montadas directamente sobre ellas para una solución todo en uno. Sin embargo, me gustaría una placa de cuatro capas para la distribución de energía, el desacoplamiento y el enrutamiento de otras señales, pero es un ángulo de interrelación a considerar.

    
respondido por el Some Hardware Guy
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Hay varias razones por las cuales tienes tableros de múltiples capas, y cuando se trata del diseño de alta velocidad, por ejemplo, DDR3, suceden muchas más cosas que solo las conexiones de pin a pin.

A altas velocidades, la física detrás de las eléctricas y magnéticas se convierten en un factor, así como en los requisitos de velocidad de potencia. Ya no es un caso de solo conectar desde el punto A al punto B. La ruta que tome tendrá un efecto, por lo que a alta frecuencia puede perder espacio porque no puede / no debe enrutar las señales en esta área o cerca de este grupo. de señales, etc. Las fuentes de alimentación son lentas y no pueden satisfacer la demanda de corriente en los circuitos digitales. Podría tener una fuente de alimentación justo al lado del pin, y su chip aún podría no funcionar bien, porque los circuitos digitales requieren corrientes rápidas y mucha. La fuente de alimentación puede tener una clasificación de corriente alta, pero una fuente de alimentación no tiene una respuesta rápida. Y ahí es donde entran en juego los condensadores de desacoplamiento, los condensadores de gran volumen y la distribución general de la red eléctrica. Todas estas cosas son necesarias para la alta velocidad, y algunas de ellas dependen de la pila de capas. No solo el número de capas, sino lo que realmente son las capas.

Controlando los feilds y reduciendo sus efectos, EMI , sheilding, capacitancia interplanos, integridad de la señal , integridad del poder y complejidad de enrutamiento, es la razón por la que puede tener una placa multicapa frente a una de 2 capas. PUEDE PODRÍA salirse con una placa de 2 capas, pero tendría que modelar la placa de circuitos (parásitos) y, dependiendo de su contenido de alta frecuencia, mirar y ver si se cumplen todos sus requisitos.

¿Entonces puedes reducir el número de capas?

Sí, puedes.

¿Funcionará?

Sí. No, quizás. Todas las anteriores.

Intente buscar en este sitio, para algunos de los términos en negrita. Puede responder algunas preguntas o crear otras nuevas.

    
respondido por el efox29
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Henry Ott sugiere cinco objetivos relacionados con EMC que el diseño de la junta debería intentar lograr. Ellos son:

  
  1. Una capa de señal siempre debe estar adyacente a un plano.
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  3. Las capas de señal deben estar cerca de sus planos adyacentes.
  4.   
  5. Los planos de potencia y tierra deben estar estrechamente acoplados.
  6.   
  7. Las señales de alta velocidad deben enrutarse en capas enterradas ubicadas entre los planos. De esta manera, los aviones pueden actuar como escudos y contener la radiación de las trazas de alta velocidad.
  8.   
  9. Los planos de tierra múltiples son muy ventajosos, ya que disminuirán la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducirán la radiación de modo común.
  10.   

Según Ott, el número más pequeño de capas que pueden satisfacer todos estos objetivos es ocho . De arriba a abajo, las capas son:

  1. Almohadillas de componentes y señales de baja frecuencia
  2. Poder
  3. tierra
  4. Señales de alta frecuencia
  5. Señales de alta frecuencia
  6. tierra
  7. Poder
  8. Señales de baja frecuencia y almohadillas de prueba

Entonces, si su objetivo es lograr el máximo rendimiento de EMI / EMC, hacer que su tablero sea más grande no ayudará. Tienes que tener bastantes capas. Incluso por preocupaciones moderadas de integridad de la señal, es bueno tener un plano de tierra sólido.

    
respondido por el Adam Haun
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La respuesta topológica directa es "no".

Hay cosas que puedes hacer en un tablero de dos capas que simplemente no puedes hacer en un tablero de una sola capa, sin importar lo grande que sea. Parada completa.

    
respondido por el GreenAsJade

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