Lớp Air Gap trong PCB là gì?

Tại nơi làm việc, tôi đã thừa hưởng một thiết kế PCB đa lớp mà tôi cần gửi để báo giá và chế tạo cuối cùng. Nó chứa hai lớp bên trong được gắn nhãn "AIRGAP". Mục đích của các lớp khe hở không khí này là gì?

The board stackup is as follows:
 1. Top Silkscreen
 2. Top Soldermask
 3. Top Copper
 4. Ground Layer
 5. Ground Layer Airgap
 6. VCC Layer
 7. VCC Layer Airgap
 8. Bottom Copper
 9. Bottom Solder mask

Điện áp cao nhất trên bảng là khoảng 40 volt, vì vậy tôi không nghĩ đó là một thiết kế điện áp cao.

Điều này sẽ được coi là một bảng bốn lớp, hoặc nhiều hơn? Một số nhà hội đồng chúng tôi đã gửi nó cũng bị nhầm lẫn.

Như Peter Bennett đã nói, lớp khe hở không khí có lẽ là một khu vực chứa Gerber được nghiền ra khỏi các lớp, có thể là lớp chuẩn bị trên cùng và dưới cùng, để nguyên lõi. Vì chỉ có 4 lớp đồng, điều này có thể sẽ để lại các hốc mở ở trên cùng và dưới cùng với đồng có khả năng lộ ra trên các lớp năng lượng / mặt đất.

Điều này có thể được sử dụng để ẩn các thành phần vào PCB.

Trong một số trường hợp, các thành phần được nhúng hoàn toàn vào PCB.

Tôi tin rằng quá trình này thường sẽ có lõi (trong trường hợp này) chạy qua máy chọn và đặt, hàn, làm sạch và sau đó được cán mỏng và các lỗ được mạ thông qua các sơ đồ trên và dưới.

Dưới đây là một ví dụ về stackup với các thành phần được nhúng hoàn toàn từ Altium :

Khoảng cách không khí là khoảng cách vật lý nhỏ hơn khoảng cách dẫn giữa hai phần của mạch điện tử. Nó được dự định để thực thi một phần không dẫn giữa hai điểm bằng vật liệu không dẫn điện (trong trường hợp bình thường). Khe hở không khí này được chọn dựa trên điện áp làm việc điển hình của mạch. Chẳng hạn, khe hở không khí điện áp chính sẽ nhỏ hơn khe hở không khí cho mạch 1k volt hoặc cao hơn chẳng hạn. Khoảng cách giữa hai đường dẫn đa killivolt sẽ lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa hai đường dẫn điện áp trần.

Khoảng cách không khí điển hình được tính toán dựa trên độ dẫn của khí quyển (hỗn hợp các loại khí khác nhau). Khí quyển sẽ dẫn ở điện áp đó ở một khoảng cách nhất định, khe hở không khí là không đủ.

Một khe hở không khí là để giải phóng mặt bằng cho điện áp cao để đáp ứng quy định. Tôi cá rằng các nhà thiết kế có độ sâu khác nhau trên PCB cho dấu vết phay và họ sử dụng khoảng cách đó trong ngăn xếp để đạt được độ sâu tùy chỉnh. Điều này có lẽ là do độ sâu sẽ hiển thị trong thiết kế 3D hoặc để sản xuất và có thể tạo ra một rãnh phay với độ sâu tùy chỉnh trong PCB.

Vì vậy, nếu thiết kế là để cung cấp năng lượng hoặc một cái gì đó có tuổi thọ và giải phóng mặt bằng thì đó là những gì nó được. Nếu nó thực sự là một lớp khe hở không khí, tôi sẽ bị sốc.

Chỉnh sửa: Một nơi khác tôi đã thấy các khe hở không khí (có lẽ là như vậy) là trong PCB uốn cong cứng có các lớp bên trong kapton và các lớp bên ngoài FR4. Khoảng cách không khí là để thúc đẩy tính linh hoạt nếu bạn có nhiều hơn 2 lớp kapton bên trong như được xếp chồng lên nhau trong lớp 8 lớp.

Khi câu hỏi được hỏi, tôi đã xem WikiPedia và tìm thấy tuyên bố này trên AIR GAP :

Bằng cách cách điện dây đồng trong một con chip có lỗ chân không, điện dung có thể được giảm thiểu cho phép chip hoạt động nhanh hơn hoặc tiêu thụ ít năng lượng hơn. Một chân không được cho là chất cách điện cuối cùng cho cái gọi là điện dung dây, xảy ra khi hai dây liền kề trên chip lấy năng lượng điện từ nhau, tạo ra nhiệt không mong muốn và làm chậm tốc độ dữ liệu có thể di chuyển qua chip. IBM ước tính rằng công nghệ này một mình có thể dẫn đến tốc độ cao hơn 35% trong dòng chảy hiện tại hoặc tiêu thụ điện năng thấp hơn 15%.

Đây cũng là công nghệ sản xuất của IBM trên các lỗ hổng không khí từ WikiPedia:

Các nhà nghiên cứu của IBM đã tìm ra cách sản xuất các "airgaps" này trên quy mô lớn, sử dụng các đặc tính tự lắp ráp của một số polymer nhất định, sau đó kết hợp điều này với các kỹ thuật sản xuất CMOS thông thường, tiết kiệm tài nguyên khổng lồ vì họ không phải trang bị lại toàn bộ quá trình. Khi chế tạo chip, toàn bộ wafer được chuẩn bị bằng vật liệu polymer mà khi loại bỏ ở giai đoạn sau sẽ để lại hàng nghìn tỷ lỗ, đường kính chỉ 20 nanomet, cách đều nhau. Mặc dù cái tên cho thấy rằng các lỗ hổng chứa đầy không khí, nhưng thực tế chúng không chứa gì cả, chân không. IBM đã chứng minh kỹ thuật này trong phòng thí nghiệm của họ và đã được triển khai tại nhà máy sản xuất của họ ở East Fishkill, New York nơi họ đã tạo ra các bộ xử lý POWER6 nguyên mẫu sử dụng công nghệ này. Triển khai quy mô đầy đủ được lên kế hoạch cho IBM '

Như một khoảng trống không khí sau khi nghĩ có thể đề cập đến khoảng cách tia lửa khi mạch đảo ngược dòng điện khi nhấn mua năng lượng tăng vọt như ánh sáng hoặc sạc quá mức cho thiết bị của bạn.