Veo que un PCB de 2 capas es realmente barato de crear prototipos. Una PCB de 4 capas es casi 4 veces más cara. Tengo un diseño que usa RAM DDR3 donde necesito hacer coincidir las longitudes de seguimiento. Sin embargo, también necesito mantener los costos bajos. Observo que optar por una PCB de 2 capas más grande es más económico en comparación con una PCB de 4 capas. ¿Funcionaría por diseño si uso la PCB de 2 capas en lugar de 4, aunque mis longitudes de seguimiento son mucho más largas?
¿Por qué la PCB de 4 capas es mucho más cara en comparación con la de 2 capas? ¿De 2 a 4 capas hay una gran diferencia de precio? Me gustaría saber por qué ? La mayoría de los diseños comerciales parecen estar usando 4 capas cuando tienen RAM. Sin embargo, son capaces de vender a precios tan bajos. Entiendo que hacer a granel realmente ayuda, pero ¿cuánto baja realmente el costo de la PCB? ¿Digamos que en pequeñas cantidades hacer una PCB de 4 capas cuesta 4 $? ¿Cuánto sería si lo hago en cantidades de 100?
Ah, el horror de tratar de hacer que DDR funcione en dos capas :) La respuesta larga es, por supuesto, aprender sobre la integridad de la señal y tratar de entender exactamente lo que está haciendo. He visto hacer esto antes, e incluso pasar EMI pero con muchas advertencias. Primero había una sola parte de DDR. En segundo lugar, el controlador se diseñó cuidadosamente para enrutar todas las señales en las dos primeras filas de bolas ampliamente espaciadas, de modo que todas las señales se enruten sin vías en la capa superior a la parte DDR. Luego, la parte inferior se usó para un avión GND, aunque estaba a 60 milésimas de pulgada de distancia. Las rutas se combinaron, 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 teníamos un reloj de espectro ensanchado para EMI.
Como regla general, diría que esta no es una buena idea y que debe apegarse a cuatro capas y reducir costos en otros lugares. Si lo va a hacer, ni siquiera espere llegar casi a la velocidad máxima, y si está tratando de enrutar varias partes como un DIMM o una cubierta. Yo diría que ni siquiera vale la pena intentarlo.
El costo depende de tantos factores, desde dónde lo está haciendo hasta cuánto, es un problema mucho menor en volúmenes muy altos que en volúmenes de prototipo bajos. Los dolores de cabeza que enfrentará tratando de depurar un diseño de dos capas seguramente nunca valdrán la pena. El aumento del tiempo de comercialización al que se enfrentará al tratar de hacer que funcione vale por sí solo el costo de una capa 4 en muchos casos.
Menciona el volumen de 100 como si fuera alto, pero no lo es en absoluto una vez que comienza a pasar a miles, cientos de miles, hay una fuerte caída en el precio de unos pocos cientos de piezas. Lo mismo si te mudas a algún lugar de la costa. Solo como ejemplo, puedo pensar que mi precio en EE. UU. en 10K unidades de un tablero de 10 capas es de alrededor de $ 50, pero mi precio en el extranjero es de $ 25. Su precio también dependerá de la eficiencia con la que use el panel (su casa de PCB fabrica placas en tamaños de hoja estándar). Si solo coloca dos por panel y tiene muchos desperdicios, su costo aumentará como si solo ordenara 2 y deje espacio para 20 en el panel. Por cierto, así es como funcionan los lugares que agrupan los pedidos de pcb.
¿Por qué cuesta más? Bueno, es mucho trabajo de mineral, involucra el doble de material y requiere un poco más de precisión o habilidad. Una capa de dos es solo una pieza de cobre FR4 revestida en ambos lados, solo taladre algunos agujeros, enmascare, grabe y postprocese. Para una máscara de tablero de cuatro capas y grabe las dos capas, luego lamine dos capas exteriores más en cada lado de la máscara y vuelva a grabar con mucho cuidado de que se alineen correctamente, luego taladre y postprocese. 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 toman elementos como LPDDR4 montados directamente encima de ellos para una solución todo en uno. Aún así, me gustaría una placa de cuatro capas para una distribución de energía adecuada, desacoplamiento y enrutamiento de otras señales, pero es un ángulo interesante a considerar.
Hay varias razones por las que tiene placas multicapa, y cuando se trata de un diseño de alta velocidad, DDR3 por ejemplo, suceden muchas más cosas que solo las conexiones de pin a pin.
A altas velocidades, la física detrás de los campos eléctricos y magnéticos se convierte en un factor, así como los requisitos de velocidad de potencia. Ya no se trata simplemente de conectarse del punto A al punto B. La ruta que tome tendrá un efecto, por lo que a alta frecuencia, es posible que pierda 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 es posible que su chip aún no funcione bien, porque los circuitos digitales requieren corrientes rápidas, y muchas. 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 a granel 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 cuáles son realmente las capas.
El control de los campos y la reducción de sus efectos, EMI , blindaje, capacitancia entre planos, integridad de la señal, integridad de la potencia y complejidad del enrutamiento son las razones por las que puede tener una placa multicapa frente a una placa de 2 capas. TAL VEZ podría salirse con la suya con una placa de 2 capas, pero tendría que modelar la placa de circuito (parásitos) y, dependiendo de cuál sea su contenido de alta frecuencia, mirar y ver si se cumplen todos sus requisitos.
Entonces, ¿puedes reducir el número de capas?
Sí tu puedes.
Funcionará ?
Sí. No, quizás. Todo lo anterior.
Intente buscar en este sitio algunos de los términos en negrita. Podría responder algunas preguntas o crear algunas nuevas.
Henry Ott sugiere cinco objetivos relacionados con EMC que el diseño de una placa debe tratar de lograr. Son:
- Una capa de señal siempre debe estar adyacente a un plano.
- Las capas de señal deben estar cerca de sus planos adyacentes.
- Los planos de potencia y tierra deben estar estrechamente acoplados.
- Las señales de alta velocidad deben enrutarse en capas enterradas ubicadas entre planos. De esta forma los aviones pueden actuar como escudos y contener la radiación de las trazas de alta velocidad.
- Los planos de tierra múltiples son muy ventajosos, ya que reducirán la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducirán la radiación de modo común.
Según Ott, el número más pequeño de capas que pueden satisfacer todos estos objetivos es ocho . De arriba a abajo, las capas son:
Por lo tanto, si su objetivo es obtener el máximo rendimiento de EMI/EMC, hacer que su placa sea más grande no ayudará. Tienes que tener suficientes capas. Incluso para problemas moderados de integridad de la señal, es bueno tener un plano de tierra sólido.
La respuesta topológica directa es "no".
Hay cosas que puede hacer en un tablero de dos capas que simplemente no puede hacer en un tablero de una sola capa, sin importar cuán grande sea. Punto final.
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