PCB Altium de 4 capas: tierra de la segunda capa, otros térmicos

Leí desde hace mucho tiempo pero nunca tuve una cuenta, ahora es mi turno de hacer una pregunta aquí:

Tengo una idea, pero actualmente no estoy seguro de si funciona técnicamente o si es un buen diseño:

1.° (Capa superior): Dispositivos SMD + Enrutamiento

2da capa: plano de tierra (solo tierra)

3ra Capa: Plano Térmico

4ª Capa: Plano Térmico + Conexiones THD.

Entonces, todos mis dispositivos son SMD, además de algunos conectores que son THD.

La tercera y cuarta capa son solo planos de cobre que están conectados a una fuente de calor/frío para regular la temperatura de toda la PCB. Obviamente, necesitaré vías que vayan solo desde la 1ra capa hasta la 2da (a tierra). ¿Es tal vez demasiado caro de fabricar?

Solo me preocupan mis conectores: los pines están soldados en la parte inferior. Normalmente, los THD son como vías, por lo que también tiene una conexión en la capa superior. Que puedo conectar luego a un plano de tierra local que va con vías hasta la segunda capa.

¿Está eso bien?

La frecuencia máxima será de unos 90 MHz.

¿ Cuál es tu idea personal de lo que significa THD ?
@pipe Supongo que en este contexto es un "dispositivo de orificio pasante". De cualquier manera, lo que pregunta el OP parece ser el costo de las vías ciegas, pero creo que al OP le falta el punto de que una vía puede (más específicamente, generalmente lo hace) atravesar una capa sin conectarla.
Hola. Dos comentarios. Primero, ¿cómo puede la tercera capa ser una capa "térmica"? Tendrá otra capa encima, por lo que no será una capa térmica muy efectiva. El segundo es su 90Mhz. ¿Ese es el reloj del sistema? Si es así, sus frecuencias reales de preocupación son MUCHO más altas. Una onda cuadrada de 90Mhz tiene un contenido de frecuencia significativo en los gigahercios. En mi opinión, debe tener en cuenta los conceptos de enrutamiento de alta velocidad. tienes experiencia con eso????
Bueno, la idea era que la tercera y cuarta capa estuvieran llenas de un plano de cobre, que está conectado a una fuente de calor/frío. En realidad es onda sinusoidal de 90 MHz
¿Hay alguna razón por la que los planos térmicos no puedan conectarse a tierra eléctricamente? O al menos uno de ellos, si quieres mantenerlos térmicamente aislados entre sí.
@ThePhoton: solo pensé que si hubiera algo de ruido en mi fuente de calor/frío, entonces todo mi plano de tierra sería malo. Entonces, ¿crees que sería mejor usar dos capas y conectar mi plano de tierra a la fuente de calor/frío?
¿Cuál es su "fuente de calor/frío"? Los más comunes que conozco, como los TEC, no se conectan eléctricamente a las ubicaciones de fuente/sumidero térmico.

Respuestas (1)

Obviamente, necesitaré vías que vayan solo desde la 1ra capa hasta la 2da (a tierra). ¿Es tal vez demasiado caro de fabricar?

Esto se denomina "vía ciega" y son más caras que las vías regulares, aunque por lo general no las necesita.

ingrese la descripción de la imagen aquí

(Parece que este es un tablero de 6 capas, pero imagina que son 4)

En la imagen de arriba tienes un tablero de "4" capas. La vía ciega conecta la capa 1 con la capa 2, pero no va a la capa 3 o 4. Pero mire la "vía directa", conecta la capa 1 y la capa 4, pero no la 2 o la 3. Esto termina mirando como un pequeño agujero en las capas internas que no se conectan. El software de diseño de su placa tiene esto en cuenta cuando agrega una vía, eliminando algo de cobre alrededor de las capas a las que no se conecta.

Solo me preocupan mis conectores: los pines están soldados en la parte inferior. Normalmente, los THD son como vías, por lo que también tiene una conexión en la capa superior. Que puedo conectar luego a un plano de tierra local que va con vías hasta la segunda capa. Está eso bien ?

Los THD son como vías, sin conexiones de plano interno (por lo general, a veces lo hacen). Puede soldarlos con seguridad sin cortocircuitar sus planos internos. No necesita preocuparse por los "planos de tierra locales", si el orificio pasante se conecta a una red con el mismo nombre que la capa interna, como GND, se conectará internamente.

¡Gracias Ron! Entonces, ¿no crea ningún problema para las frecuencias altas (digamos 90 MHz) que el final de la "a través de la vía" permanezca "abierto"? Además, en PCB de 2 capas veo que hay FR4 como dieléctrico. Cuando configuro 4 capas en Altium, no puedo seleccionar FR4 entre la capa 1 (señales) y la capa 2 (tierra). ¿Por qué es así y es tan malo? ¿Por otro dieléctrico?
El dieléctrico que usará es algo que acuerde con su fabricante. Realmente no importa en Altium lo que dice (a menos que use Altium para simular anchos de línea de transmisión o algo así). En una pila de 4 capas con FR4, generalmente tendrá un núcleo de FR4 en el centro y dos preimpregnados de FR4 en el exterior (el prepreg tiene resina sin curar y se cura cuando las diferentes capas se presionan juntas).
No debería tener problemas a esas velocidades, supongo que no todos los rastros estarán a 90 MHz, por lo que debe optimizar para sus rastros de alta velocidad. No estoy muy familiarizado con Altium, pero por lo general no puede seleccionar diferentes dialécticas entre capas, eso tendría que ser una acumulación personalizada que negociaría con la casa de juntas, que estaría feliz de hacerlo por $$$ .
Pero los preimpregnados FR4 harán el mismo trabajo que el núcleo FR4, ¿verdad? ¿Qué pasa con: 1. Capa: señales / 2.&3. Layer: Thermal/ 4. Layer Ground./ Estoy pensando que en el caso de que mis planos térmicos tuvieran algo de ruido, mi plano de tierra no podría blindar mis señales, ¿verdad? ¿Y también el sentido de mi plano de tierra se cancelaría en ese diseño?
Depende de qué señales sean, especialmente si tiene trazas diferenciales que desea intentar enrutarlas en la parte superior con un plano de tierra debajo. Realmente te estás metiendo en una pregunta completamente nueva aquí y deberías hacer una nueva en lugar de discutir tu diseño en los comentarios.
Gracias Ron, eso respondió a mi pregunta. Es mejor tener el plano de tierra debajo de las señales y no después de los planos térmicos. ¡Tener una buena!
PCB Altium de 4 capas: tierra de la segunda capa, otros térmicos
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