Có phải luôn luôn có thể giảm số lượng lớp trên PCB bằng cách làm cho bảng lớn hơn


9

Tôi thấy rằng một PCB 2 lớp thực sự rẻ so với nguyên mẫu. Một PCB 4 lớp đắt hơn gần gấp 4 lần. Tôi có một thiết kế sử dụng RAM DDR3 trong đó tôi cần khớp với độ dài theo dõi. Tuy nhiên tôi cũng cần phải giảm chi phí. Tôi quan sát thấy rằng việc sử dụng PCB 2 lớp lớn hơn sẽ kinh tế hơn so với PCB 4 lớp. WOuld do công việc thiết kế nếu tôi sử dụng PCB 2 lớp thay vì 4, mặc dù độ dài dấu vết của tôi dài hơn nhiều?

Tại sao PCB 4 lớp đắt hơn nhiều so với 2layer? Từ 2-4 lớp có chênh lệch giá lớn? Tôi muốn biết tại sao ? Hầu hết các thiết kế thương mại dường như đang sử dụng 4 lớp khi chúng có RAM. Tuy nhiên, họ có thể bán với giá rẻ như vậy. Tôi nhận được rằng việc làm với số lượng lớn thực sự có ích, nhưng chi phí PCB thực sự giảm bao nhiêu b? LEts nói với số lượng nhỏ để tạo ra PCB 4 lớp là 4 $? Bao nhiêu sẽ là bao nhiêu khi tôi làm cho nó với số lượng 100?


4
Nó không chỉ là về độ dài phù hợp cho tần số cao, mà còn phù hợp với trở kháng. Không thể có được dấu vết khác biệt với bảng hai lớp (vì mặt phẳng mặt đất ở rất xa). 100Ω
Tom Carpenter

8
Đối với các chip BGA lớn, hầu như không thể phá vỡ các sơ đồ chân trên 2 lớp và đôi khi thậm chí không nên sử dụng 4 lớp.
hellowworld922

1
Đối với một số mạch bạn có thể làm điều này. Giao diện DDR3 chắc chắn không phải là một trong số đó!
Brian Drumond

1
Sự chấm dứt hàng loạt trong đó vì lý do đó, vâng. Nhưng nếu phần còn lại của dấu vết không khớp với trở kháng, thì việc chấm dứt hàng loạt sẽ không có ích. Có cả một lĩnh vực kỹ thuật điện tử dành riêng cho việc này.
Tom Carpenter

1
Bạn hoàn toàn không nên thử DDR3 và chắc chắn không phải trên bo mạch 2 lớp. Nếu bạn muốn sử dụng loại bộ xử lý sử dụng loại công nghệ bộ nhớ đó, bạn sẽ tích hợp tốt hơn mô-đun CPU của người khác vào bo mạch của riêng bạn. Một cái gì đó như Gumstix hoặc Beagle - bất cứ điều gì.

Câu trả lời:


13

Thật kinh khủng khi cố gắng làm cho DDR hoạt động thành hai lớp :) Câu trả lời dài tất nhiên là tìm hiểu về tính toàn vẹn tín hiệu và cố gắng hiểu chính xác những gì bạn đang làm. Tôi đã thấy điều này được thực hiện trước đây, và thậm chí vượt qua EMI nhưng với nhiều cảnh báo. Đầu tiên chỉ có một phần DDR duy nhất. Thứ hai, bộ điều khiển được thiết kế cẩn thận để định tuyến ra tất cả các tín hiệu trong hai hàng đầu tiên của các quả bóng có khoảng cách rộng rãi sao cho tất cả các tín hiệu được định tuyến không có vias trên lớp trên cùng đến phần DDR. Sau đó, đáy được sử dụng cho một mặt phẳng GND, mặc dù nó cách xa 60 triệu. Các tuyến đường được khớp, nhưng giữ "cực kỳ" ngắn. Cuối cùng, phần được chạy càng chậm càng tốt, về cơ bản là tần số tối thiểu được cho phép bởi phần DDR. Oh và chúng tôi đã có một đồng hồ trải phổ cho EMI.

Tôi sẽ nói như một quy tắc chung rằng đây không phải là một ý tưởng tốt và bạn nên bám vào bốn lớp và cắt giảm chi phí ở nơi khác. Nếu bạn định làm điều đó thậm chí không mong muốn đạt được tốc độ tối đa và nếu bạn đang cố định tuyến nhiều bộ phận như DIMM hoặc vỏ sò. Tôi sẽ nói rằng nó thậm chí không đáng để thử.

Chi phí phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố từ nơi bạn thực hiện đến mức nào, đó là một vấn đề nhỏ hơn nhiều với khối lượng rất cao so với khối lượng proto thấp. Những vấn đề đau đầu mà bạn sẽ phải đối mặt khi cố gắng gỡ lỗi một thiết kế hai lớp gần như chắc chắn không bao giờ có giá trị. Thời gian tiếp thị tăng lên, bạn sẽ phải đối mặt với việc cố gắng làm cho nó hoạt động là một mình xứng đáng với chi phí của một lớp 4 trong nhiều trường hợp.

Bạn đề cập đến khối lượng 100 như nó là cao, nhưng nó hoàn toàn không phải là một khi bạn bắt đầu di chuyển vào hàng ngàn, hàng trăm ngàn có một mức giá giảm mạnh từ vài trăm mảnh. Tương tự nếu bạn di chuyển ra khỏi bờ một nơi nào đó. Chỉ là một ví dụ tôi có thể nghĩ về giá ở Mỹ của tôi trên 10 nghìn đơn vị bảng 10 lớp là khoảng 50 đô la, nhưng ngoài khơi của tôi là 25 đô la. Giá của bạn cũng sẽ phụ thuộc vào mức độ bạn sử dụng bảng điều khiển một cách hiệu quả (nhà pcb của bạn tạo bảng theo kích thước bảng tiêu chuẩn.) Nếu bạn chỉ lắp hai bảng cho mỗi bảng và có nhiều lãng phí, chi phí của bạn sẽ tăng lên giống như khi bạn chỉ đặt hàng 2 và rời khỏi phòng cho 20 trên bảng điều khiển. Ngẫu nhiên đó là cách các địa điểm kết hợp các đơn đặt hàng pcb hoạt động.

Tại sao nó có giá cao hơn? Vâng, đó là một công việc quặng rất nhiều, liên quan đến gấp đôi vật liệu và đòi hỏi một chút chính xác hoặc kỹ năng. Một lớp chỉ là một mảnh đồng FR4 ở cả hai mặt, chỉ cần khoan một số lỗ, mặt nạ, khắc đi và xử lý bài. Đối với mặt nạ bảng bốn lớp và khắc hai lớp, sau đó dán thêm hai lớp bên ngoài ở mặt nạ hai bên và khắc lại một cách cẩn thận rằng chúng xếp hàng đúng cách, sau đó khoan và xử lý. Đó chỉ là một ví dụ nhưng vấn đề là quy trình có nhiều bước hơn, nhiều lao động hơn, nhiều vật liệu hơn và nhiều chi phí hơn.

Điều đáng nói là có những con chip cho ngành công nghiệp di động lấy những thứ như LPDDR4 được gắn trực tiếp lên trên chúng cho một giải pháp tất cả trong một. Tuy nhiên, tôi muốn có một bảng bốn lớp để phân phối công suất phù hợp, tách rời và định tuyến các tín hiệu khác nhưng đó là một góc xen kẽ để xem xét.


1
+1 để bao gồm phần chi phí của câu hỏi trong câu trả lời của bạn, hiện đang bị bỏ qua khỏi tất cả các câu trả lời khác.
Dan Henderson

8

Có rất nhiều lý do khiến bạn có bảng đa lớp, và khi nói đến thiết kế tốc độ cao, chẳng hạn DDR3, có rất nhiều điều xảy ra hơn là chỉ kết nối từ pin đến pin.

Ở tốc độ cao, vật lý đằng sau điện và điện từ trở thành một yếu tố cũng như yêu cầu tốc độ năng lượng. Đây không còn là trường hợp chỉ kết nối từ điểm A đến điểm B. Tuyến đường bạn đi, sẽ có hiệu lực, vì vậy ở tần số cao, bạn thực sự có thể mất không gian vì bạn không thể / không nên báo hiệu tuyến đường trong khu vực này hoặc gần nhóm này của tín hiệu vv .. Nguồn cung cấp chậm và không thể theo kịp nhu cầu của dòng điện trong các mạch kỹ thuật số. Bạn có thể có một nguồn cung cấp ngay bên cạnh pin, và chip của bạn vẫn có thể không hoạt động tốt, bởi vì các mạch kỹ thuật số đòi hỏi dòng điện nhanh và rất nhiều. Bộ nguồn có thể có xếp hạng dòng điện cao, nhưng bộ nguồn không có phản ứng nhanh. Và đó là nơi mà các tụ tách rời, tụ điện số lượng lớn và phân phối mạng điện tổng thể đi vào hoạt động. Tất cả những điều này là cần thiết cho tốc độ cao, và một số trong số chúng phụ thuộc vào lớp xếp chồng. Không chỉ số lượng các lớp, mà các lớp thực sự là gì.

Kiểm soát các điểm yếu và giảm các hiệu ứng của chúng, EMI , cắt, điện dung giữa mặt phẳng, tính toàn vẹn tín hiệu , tính toàn vẹn công suất và độ phức tạp định tuyến, là lý do tại sao bạn có thể có bảng đa lớp so với bảng 2 lớp. Bạn có thể thoát khỏi bảng 2 lớp, nhưng bạn sẽ phải lập mô hình bảng mạch (ký sinh trùng) và tùy thuộc vào nội dung tần số cao của bạn là gì, hãy xem và xem liệu tất cả các yêu cầu của bạn có được đáp ứng không.

Vì vậy, bạn có thể giảm số lượng các lớp?

Có bạn có thể.

Nó sẽ làm việc chứ?

Đúng. Không chắc. Tất cả những điều trên.

Hãy thử tìm kiếm trang web này, cho một số thuật ngữ in đậm. Nó có thể trả lời một số câu hỏi, hoặc tạo một số câu hỏi mới.


5

Henry Ott gợi ý năm mục tiêu liên quan đến EMC mà một thiết kế bảng nên cố gắng đạt được. Họ đang:

  1. Một lớp tín hiệu phải luôn liền kề với một mặt phẳng.
  2. Các lớp tín hiệu phải gần với các mặt phẳng liền kề của chúng.
  3. Máy bay điện và mặt đất nên được kết hợp chặt chẽ với nhau.
  4. Tín hiệu tốc độ cao nên được định tuyến trên các lớp chôn nằm giữa các mặt phẳng. Theo cách này, các máy bay có thể hoạt động như những tấm khiên và chứa bức xạ từ các dấu vết tốc độ cao.
  5. Nhiều mặt phẳng mặt đất rất thuận lợi, vì chúng sẽ hạ thấp trở kháng mặt đất (mặt phẳng tham chiếu) của bảng và giảm bức xạ chế độ chung.

Theo Ott, số lớp nhỏ nhất có thể đáp ứng tất cả các mục tiêu này là tám . Từ trên xuống dưới, các lớp là:

  1. Thành phần miếng đệm và tín hiệu tần số thấp
  2. Quyền lực
  3. Đất
  4. Tín hiệu tần số cao
  5. Tín hiệu tần số cao
  6. Đất
  7. Quyền lực
  8. Tín hiệu tần số thấp và bảng thử nghiệm

Vì vậy, nếu hiệu suất EMI / EMC tối đa là mục tiêu của bạn, làm cho bảng của bạn lớn hơn sẽ không có ích. Bạn phải có đủ lớp. Ngay cả đối với các mối quan tâm toàn vẹn tín hiệu vừa phải, một mặt phẳng vững chắc là một điều tốt đẹp để có.


1

Câu trả lời tô pô thẳng là "không".

Có những điều bạn có thể làm trên bảng hai lớp mà bạn chỉ đơn giản là không thể làm một bảng một lớp, bất kể lớn đến đâu. Dấu chấm.


như thế nào? dây chéo? Bạn có thể làm điều đó với một dây nhảy.
ratchet freak

1
Đó có phải là gian lận không? Tôi đoán cho một câu trả lời thực dụng, bạn đã đúng: trong trường hợp đó, câu hỏi có vẻ "rõ ràng". Tất nhiên bạn có thể làm bất cứ điều gì với một bảng đủ lớn và đủ dây treo lủng lẳng :)
GreenAsJade
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.