Vejo que um PCB de 2 camadas é realmente barato para prototipar. Um PCB de 4 camadas é quase 4x mais caro. Eu tenho um design que usa RAM DDR3, onde eu preciso combinar comprimentos de rastreamento. No entanto, eu também preciso manter os custos baixos. Observo que optar por um PCB maior de 2 camadas é mais econômico comparado a um PCB de 4 camadas. Por design, funcionaria se eu usasse o PCB de 2 camadas em vez de 4, embora meus comprimentos de rastreamento sejam muito maiores?
Por que o PCB de 4 camadas é muito mais caro comparado ao 2layer? 2-4 camada é uma grande diferença de preço? Eu gostaria de saber por que? A maioria dos projetos comerciais parece estar usando 4 camadas quando eles têm RAM. No entanto, eles são capazes de vender por preços tão baratos. Eu entendo que a fabricação a granel realmente ajuda, mas em quanto o custo do PCB realmente cai b? Vamos dizer que em pequenas quantidades para fazer um PCB de 4 camadas é de 4 $? Quanto seria quando eu chegasse em quantidades de 100?
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Respostas:
Ah, o horror de tentar fazer o DDR funcionar em duas camadas :) A resposta longa é, obviamente, aprender sobre a integridade do sinal e tentar entender exatamente o que você está fazendo. Já vi isso antes, e até passei à EMI, mas com muitas ressalvas. Primeiro, havia apenas uma única peça DDR. Segundo, o controlador foi cuidadosamente projetado para rotear para todos os sinais nas duas primeiras fileiras de bolas amplamente espaçadas, de modo que todos os sinais fossem roteados sem vias na camada superior para a parte DDR. Em seguida, o fundo foi usado para um avião GND, apesar de estar a 60 mils de distância. As rotas foram correspondidas, mas mantidas "extremamente" curtas. Finalmente, a parte foi executada o mais lentamente possível, basicamente a frequência mínima permitida pela parte DDR. Ah, e nós tínhamos um relógio de espectro espalhado para a EMI.
Eu diria como regra geral que essa não é uma boa idéia e você deve manter quatro camadas e cortar custos em outros lugares. Se você vai fazer isso, nem espere chegar à velocidade máxima e se estiver tentando rotear várias partes, como um DIMM ou uma garra. Eu diria que nem vale a pena tentar.
O custo depende de muitos fatores, desde de onde você está fazendo até quanto, é um problema muito menor em volumes muito altos do que em volumes proto baixos. As dores de cabeça que você enfrentará ao tentar depurar um design de duas camadas quase certamente nunca valem a pena. O aumento do tempo de lançamento no mercado que você enfrentará tentando fazê-lo funcionar vale, em muitos casos, o custo de uma camada 4.
Você menciona um volume de 100 como se fosse alto, mas não é de todo quando você começa a subir para os milhares; centenas de milhares, há uma queda acentuada no preço de algumas centenas de peças. Mesmo se você sair da costa em algum lugar. Apenas como exemplo, posso pensar no meu preço nos EUA em unidades de 10 mil unidades de uma placa de 10 camadas, em torno de US $ 50, mas o meu offshore é de US $ 25. Seu preço também dependerá da eficiência com que você usar o painel (sua casa de placas de circuito impresso fabrica placas em tamanhos de folha padrão.) Se você encaixar apenas duas por painel e tiver muito desperdício, seu custo aumentará como se você encomendasse apenas 2 e deixe espaço para 20 no painel. Aliás, é assim que funcionam os lugares que agrupam as ordens de PCB.
Por que custa mais? Bem, é muito trabalho de minério, envolve o dobro do material e requer um pouco mais de precisão ou habilidade. Uma camada dupla é apenas um pedaço de cobre FR4 revestido de ambos os lados, basta fazer alguns furos, mascarar, gravar e pós-processo. Para uma máscara de placa de quatro camadas e grave as duas, em seguida, lamine mais duas camadas externas nas máscaras laterais e grave novamente, tomando muito cuidado para alinhar adequadamente, depois perfure e poste o processo. Isso é apenas um exemplo, mas o ponto é que o processo tem mais etapas, mais mão-de-obra, mais material e mais custo.
Vale a pena mencionar que existem chips para a indústria móvel que levam coisas como LPDDR4 montadas diretamente em cima deles para uma solução completa. Ainda assim, eu gostaria de uma placa de quatro camadas para distribuição de energia, desacoplamento e roteamento adequados de outros sinais, mas é um ângulo interessante a considerar.
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Existem várias razões pelas quais você possui placas multicamadas e, quando se trata de design de alta velocidade, DDR3, por exemplo, há muito mais coisas acontecendo do que apenas as conexões de pino a pino.
Em altas velocidades, a física por trás dos campos elétricos e magnéticos se torna um fator e também os requisitos de velocidade de energia. Não é mais apenas um caso de conexão do ponto A ao ponto B. A rota que você toma terá um efeito; portanto, em alta frequência, você pode perder espaço porque não pode / não deve encaminhar sinais nesta área ou perto deste grupo. de sinais etc. As fontes de alimentação são lentas e não conseguem acompanhar a demanda de corrente nos circuitos digitais. Você pode ter uma fonte de alimentação ao lado do pino e seu chip ainda pode não funcionar bem, porque os circuitos digitais exigem correntes rápidas e muitas delas. A fonte de alimentação pode ter uma classificação de corrente alta, mas uma fonte de alimentação não tem uma resposta rápida. E é aí que entram em cena os capacitores de desacoplamento, capacitores em massa e a distribuição geral da rede de energia. Todas essas coisas são necessárias para alta velocidade e algumas delas dependem da pilha de camadas. Não apenas o número de camadas, mas o que as camadas realmente são.
Controlar os campos, e reduzindo os seus efeitos, EMI , sheilding, inter capacitância avião, a integridade do sinal , integridade poder e encaminhamento complexidade, são a razão pela qual você tem pode ter uma placa multicamadas vs uma placa de 2 camadas. Você pode talvez se safar com uma placa de duas camadas, mas teria que modelar a placa de circuito (parasitas) e, dependendo do seu conteúdo de alta frequência, ver e ver se todos os seus requisitos estão sendo atendidos.
Então você pode reduzir o número de camadas?
Sim você pode.
Será que vai dar certo ?
Sim. Não Talvez. Tudo acima.
Tente pesquisar neste site, para alguns dos termos em negrito. Pode responder a algumas perguntas ou criar outras novas.
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Henry Ott sugere cinco objetivos relacionados à EMC que um design de placa deve tentar alcançar. Eles são:
Segundo Ott, o menor número de camadas que pode satisfazer todos esses objetivos é oito . De cima para baixo, as camadas são:
Portanto, se o seu desempenho máximo com EMI / EMC for o seu objetivo, aumentar a sua placa não ajudará. Você precisa ter camadas suficientes. Mesmo para preocupações moderadas com a integridade do sinal, é bom ter um plano de aterramento sólido.
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A resposta topológica direta é "não".
Há coisas que você pode fazer em uma placa de duas camadas que você simplesmente não pode fazer em uma placa de camada única, não importa o tamanho. Ponto final.
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