Які переваги та недоліки тоншої товщини друкованої плати (<1,6 мм або 0,063 '')?


26

Які переваги та недоліки більш тонкої товщини друкованої плати (<1,6 мм)?

Мій підхід:

  • Краща ємність міжплан і краще роз'єднання потужності.
  • Краще з'єднання колії.
  • Проблеми з процесом складання важких компонентів
  • Проблеми зі скручуванням друкованої плати
  • Додаткові витрати. Немає стандартної товщини.

Коли ви використовуєте його?

Які технічні обмеження для складання тонких друкованих плат (тобто 0,5 мм)? Я знаю, що це залежить від розміру друкованої плати. Може хтось розповість про ці межі?


Також мені було б цікаво, як підвищена ємність впливає на швидкісні сигнали.
Філ Мороз

@PhilFrost - я відповідав на ваше запитання, але його видалили, тому я замість цього додав його, оскільки стосується обох. Ви б знайшли згадувану книгу чудовою для читання, і це єдина книга, яку я знаю, яка детально розглядає такі питання.
Олі Глазер

@OliGlaser Так, я переконався, що краще не розділяти дискусію. Дякую за відповідь, гарну інформацію.
Філ Мороз

Перші два пункти пов'язані з товщиною діелектрика / препрега - не з товщиною друкованої плати. Приклад: У 24-шаровій дошці навіть при товщині шару-шару 0,1 мм дошка становитиме 2,5 мм або більше.
Рольф Остергаард

@RolfOstergaard Я припускаю, що товщина попереднього ступеня збільшується при збільшенні PCB, якщо кількість шару не змінюється.
Jesus Castane

Відповіді:


16

Для вирішення проблеми сигналу краще ближче до площини (є критична висота, коли індуктивність / опір стають рівними, а опускання більше робить імпеданс вище, але це складний, тривалий і недостатньо добре вивчений предмет - детальну інформацію див. У книзі нижче )

За словами Генрі Отта ( Electromagnetic Compatibility Engineering - справді відмінна книга), основними завданнями для складання друкованих плат є:

1. A signal layer should always be adjacent to a plane.
2. Signal layers should be tightly coupled (close) to their adjacent planes.
3. Power and ground planes should be closely coupled together.*
4. High-speed signals should be routed on buried layers located between
planes. The planes can then act as shields and contain the radiation from
the high-speed traces.
5. Multiple-ground planes are very advantageous, because they will lower
the ground (reference plane) impedance of the board and reduce the
common-mode radiation.
6. When critical signals are routed on more than one layer, they should be
confined to two layers adjacent to the same plane. As discussed, this
objective has usually been ignored.

Він продовжує говорити, що, як правило, всі ці цілі неможливо досягти (через вартість зайвих шарів тощо), найважливішими двома є перші два (зауважте, що перевага наявності сигналу, що знаходиться ближче до площини, переважає над недолік з'єднання нижчої потужності / заземлення, як зазначається у завданні 3) Мінімізація висоти сліду над площиною мінімізує розмір сигнальної петлі, зменшуючи індуктивність, а також зменшуючи поширення зворотного струму на площині. Діаграма нижче демонструє ідею:

Складання

Питання складання тонких дощок

Я не фахівець з питань складання, що займається дошкою цієї тонкої, тому я можу лише здогадуватися про можливі проблеми. Я коли-небудь працював з платами> 0,8 мм. Я провів швидкий пошук, і знайшов декілька посилань, які насправді суперечать підвищеній стомлюваності з'єднання припою, розглянуті нижче в моєму коментарі. Згадується до 2х різниця в терміні втомлення для 0,8 мм порівняно з 1,6 мм, але це стосується лише CSP (пакети чіп-шкали), тому, як це порівняти з компонентом наскрізного отвору, знадобиться дослідження. Якщо подумати про це, це має певний сенс, оскільки якщо друкована плата може трохи згинатися при русі, що створює силу на компонент, це може зняти напругу на пайку. Також обговорюються такі речі, як розмір майданчика та перемикання:

Посилання 1 (див. Розділ 2.3.4)
Посилання 2 (частина 2 до вищезазначеного посилання)
Посилання 3 (подібна інформація до вище двох посилань)
Посилання 4 (обговорення складання друкованої плати 0,4 мм)

Як було сказано, що б ви не виявили в іншому місці, переконайтеся, що ви поговорите з вашими друкованими платами та збірними будинками, щоб побачити, що їх думки, на що вони здатні, і що ви можете зробити з розумним дизайном, щоб забезпечити досягнення оптимального врожаю.
Якщо трапляється, що ви не можете знайти задовільних даних, хороша ідея (або отримання відповідного місця, щоб зробити це для вас) було б скласти деякі прототипи та зробити власні стрес-тести на них. Насправді це зробити незалежно від ІМО.


Відповідно до цих питань щодо цілісності сигналу, здається, що завжди більш тонка плата краще, але що сталося з проблемами виготовлення / складання? Чи зможу я скласти конденсатор THT в друковану плату товщиною 0,5 мм?
Ісус Кастанен

1
@ JesúsCastañé - Вибачте, що я зосередився лише на одному питанні (див. Коментарі вище, це було розпочато як відповідь на відповідне, але тепер видалене питання) Що стосується складання наскрізних конденсаторів на дошці загальною товщиною наприклад, 0,5 мм, я не фахівець - я впевнений, що це можливо менше певного розміру, але вам доведеться обговорити деталі зі своїм монтажним будинком. У мене ніколи не виникало конкретних проблем - я використовував нижню групу, як показано вище, але загальна товщина, що є однаковою, робить збірку такою ж, як і в звичайній.
Олі Глазер

1
Я думаю, що, як і з питаннями складання, найбільше потенційне питання може бути менш жорсткою, як згадував @vicatcu (наприклад, вага компонентів, що гнуться дошки при русі, а шви припою втрачають час)
Олі Глазер

Дякуємо за Ваш відповідь. Це очевидно, що більш тонка плата менш жорстка, але я шукаю будь-яке правило щодо цього. Будь-яке керівництво для роботи з цією товщиною?
Ісус Кастанен

1
На основі короткого пошуку я додав невеликий розділ щодо питань для тонших дощок. Вибачте, я не можу дати жодного особистого досвіду в цій галузі.
Олі Глазер

8

Однією з переваг, яка до цього часу не згадується, є те, що ви можете робити менші отвори в більш тонкій дошці. Існує максимальне співвідношення сторін (співвідношення між глибиною свердління і діаметром свердла) для механічного свердла (насправді також для лазерного свердла, але це вже інша історія).

Таким чином, більш тонка дошка може мати менші флакони - які матимуть меншу ємність (всі інші рівні).


4

Найбільша проблема - легковажність. Зокрема, якщо ви запускаєте їх через процес складання, машина збору та розміщення, як правило, буде згинати дошку, коли вона штовхає компоненти на їх місце і може спричинити «відскок», який може поставити раніше розміщені компоненти з місця. Дошки можуть також з часом частіше викривлятися, але я не впевнений у цьому.


Також я думаю, що існують нормативні вимоги до плати, яка має мінімальну товщину для мікросхем, що мають живлення від мережі.
Філ Мороз

@PhilFrost, пам’ятайте, що напруга на пробивання повітря є нижчим, ніж у типових діелектричних матеріалів, тому мінімальна товщина для перенесення електромережі не буде майже такою ж, як мінімальна відстань міді (чого я не згадую вгорі голови) що ми стикаємося частіше. Однак, має бути деяка межа.
The Photon

@vicatcu Я хотів би дізнатися про технічні обмеження таким чином. Чи є друкована плата товщиною 0,5 мм справді виправниця для складання? Наскільки вона могла бути великою?
Ісус Кастанен

4

І очевидне: менший кінцевий продукт! Якщо ви робите цифровий годинник, 1,6 мм - це величезна кількість! MP3-програвачі, носима електроніка, можливо, камери, телефони тощо. При таких розмірах дошки, надумливість не є проблемою.


Ви також повинні думати про вагу, хоча це не велика проблема у більшості застосувань. Чому вони роблять різну товщину з пластика? Таким чином, ви можете зробити щось більш міцне, дешевше, менше, легше тощо
Анонімний пінгвін

2
Вага буде проблемою в іграшковому вертольоті, хоча!
Брайан Драммонд

3

Я торкнуся ваших ідей, але не в порядку:

  • Проблеми з процесом складання важких компонентів
  • Проблеми зі скручуванням друкованої плати

Це, безумовно, питання. Щойно зробивши конструкцію товщиною 1 мм і розмірами, можливо, 3 "х 6", плата помітно гнучкіша, ніж дошка 1,6 мм. Я можу уявити, що це призводить до проблем із пошкодженими деталями з часом, особливо якщо плата повинна бути фізично примусовою (наприклад, до роз'єму крайової картки) при звичайному використанні.

Моя організація також виготовляє значно менші дошки (0,5 "х 1,5") при товщині 1 мм у виробничих обсягах, і немає проблем у цих розмірах.

  • Краща ємність міжплан і краще роз'єднання потужності.
  • Краще з'єднання колії.

Для цих цілей багатошарова дошка є кращим рішенням. За допомогою багатошарової дошки ви можете легко зменшити розділеність площини на цілих 0,1 мм. Що стосується двошарових дощок, я не думаю, що ви хочете опускатися нижче 0,8 мм, навіть для дуже маленьких дощок.

  • Додаткові витрати. Немає стандартної товщини.

Я не вважаю це головним питанням. У магазинах борту є багато матеріалів різної товщини, щоб можна було будувати багатошарові дошки для будь-яких складів, які вимагають їх клієнти. Запит на двошарову дошку товщиною, що не перевищує 1,6 мм, може бути легко побудований з цього матеріалу --- але перевірте у свого постачальника, які товщини у них під рукою, або можете отримати швидко, перш ніж взяти на себе конкретний дизайн .


Чи не могли б нам дати будь-яке правило щодо процесу складання пластів-розріджувачів? Який найбільший компонент, який я можу зібрати на 1 мм друкованій платі?
Ісус Кастанен

1
Найбільша складова не залежить тільки від товщини дошки. Це також залежить від того, як підтримується плата та які інші важкі компоненти є на дошці. Якщо є лише один важкий компонент, ви можете просто використовувати цей компонент для підтримки дошки --- якщо немає інших сил, що діють на борт, то немає жодних проблем, якщо дошка хоча б досить товста, щоб підтримувати власну вагу.
The Photon

1
Якщо ви хочете поекспериментувати, ви можете просто придбати аркуш скловолокна "G10" (в основному такий же, як FR4) будь-якої товщини, і наклеїти компоненти, щоб побачити, наскільки вони напружують дошку. Я бачу, що G10 доступний в Інтернеті товщиною до 0,005 ". Ви можете придбати один великий аркуш тонкого матеріалу та ламінат різної товщини, щоб побачити, наскільки товстий вам потрібно для вашої ситуації.
Фотон

2

Якщо говорити про радіочастотні друковані плати, найпростішою лінією передачі є лінія мікросмужкової смуги. Для даного Характерного імпедансу Z0 ширина мікросмужків зменшується у міру зменшення товщини друкованої плати. Приклад: якщо f = 1 ГГц, а діелектрик має Er = 4,5, для отримання мікрополоскою 50 Ом необхідно, щоб мікросмужка мала ширину 2,97288 мм на друкованій платі товщиною 1,6 мм, тоді як ті ж 50 Ом можна досягти за допомогою Мікроступінь шириною 1,47403 мм на друкованій платі 0,8 мм (пропущено інші параметри).

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.