Quais são as vantagens e desvantagens da espessura mais fina de PCB (<1,6 mm ou 0,063 '')?

Quais são as vantagens e desvantagens da espessura mais fina de PCB (<1,6 mm)?

Minha abordagem:

• Melhor interplano de capacitância e melhor desacoplamento de potência.
• Melhor acoplamento no plano da via.
• Problemas com o processo de montagem com componentes pesados
• Problemas com torção PCB
• Custo extra. Sem espessura padrão.

Quando você o usa?

Quais são os limites técnicos para montagem de PCBs finas (ou seja, 0,5 mm)? Eu sei que depende do tamanho do PCB. Alguém poderia dizer sobre esses limites?

Para resolver o problema do sinal, mais perto do avião é melhor (há uma altura crítica em que a indutância / resistência se torna igual e a redução ainda maior aumenta a impedância, mas é um assunto complexo, demorado e pouco examinado - consulte o livro abaixo para obter detalhes )

De acordo com Henry Ott ( Engenharia de Compatibilidade Eletromagnética - um livro realmente excelente), os principais objetivos do empilhamento de PCBs são:

1. A signal layer should always be adjacent to a plane.
2. Signal layers should be tightly coupled (close) to their adjacent planes.
3. Power and ground planes should be closely coupled together.*
4. High-speed signals should be routed on buried layers located between
planes. The planes can then act as shields and contain the radiation from
the high-speed traces.
5. Multiple-ground planes are very advantageous, because they will lower
the ground (reference plane) impedance of the board and reduce the
common-mode radiation.
6. When critical signals are routed on more than one layer, they should be
confined to two layers adjacent to the same plane. As discussed, this
objective has usually been ignored.

Ele continua dizendo que, como geralmente todos esses objetivos não podem ser alcançados (devido ao custo de camadas extras, etc.), os dois mais importantes são os dois primeiros (observe que a vantagem de ter o sinal mais próximo do avião supera a desvantagem do menor acoplamento de potência / terra, conforme observado no objetivo 3) Minimizar a altura do traço acima do plano minimiza o tamanho do loop do sinal, reduzindo a indutância e também a corrente de retorno espalhada no plano. O diagrama abaixo demonstra a ideia:

Problemas de montagem para placas finas

Eu não sou um especialista nas questões de montagem envolvidas neste quadro, então só posso adivinhar possíveis problemas. Eu já trabalhei apenas com placas de> 0,8 mm. No entanto, fiz uma pesquisa rápida e encontrei alguns links que parecem contradizer o aumento da fadiga das juntas de solda considerada abaixo no meu comentário. É mencionada uma diferença de até 2x na vida à fadiga de 0,8 mm em comparação com 1,6 mm, mas isso é apenas para CSPs (Pacotes de Escala de Chip), portanto, como isso se compararia a um componente de furo passante precisaria ser investigado. Pensando nisso, isso faz algum sentido, pois se o PCB puder flexionar levemente o movimento que gera uma força no componente, ele poderá aliviar o estresse na junta de solda. Também são discutidas coisas como tamanho do bloco e deformação:

Link 1 (consulte a seção 2.3.4)
Link 2 (parte 2 do link acima)
Link 3 (informações semelhantes aos dois links acima)
Link 4 (discussão da montagem da placa de circuito impresso de 0,4 mm)

Como mencionado, o que quer que você descubra em outro lugar, converse com sua PCB e as casas de montagem para ver quais são seus pensamentos, do que elas são capazes e o que você pode fazer em termos de design para garantir que o rendimento ideal seja alcançado.
Se você não conseguir encontrar dados satisfatórios, fazer alguns protótipos e fazer seus próprios testes de estresse com eles seria uma boa ideia (ou obter um local apropriado para fazer isso por você). De fato, fazer isso independentemente é essencial na IMO.

Uma vantagem não mencionada até agora é que você pode fazer furos menores em uma placa mais fina. Existe uma proporção de aspecto máxima (a proporção entre a profundidade e o diâmetro da broca) para uma broca mecânica (na verdade também para uma broca a laser, mas isso é outra história).

Portanto, uma placa mais fina pode ter vias menores - que terão menor capacitância (todas as demais iguais).

O maior problema é a fragilidade. Em particular, se você estiver executando-os em um processo de montagem, a máquina pick-and-place tenderá a flexionar a placa quando empurrar os componentes para o seu lugar e pode causar um "rebote" que pode colocar os componentes previamente colocados fora de posição. As placas também podem ter maior probabilidade de distorcer ao longo do tempo, mas não tenho certeza disso.

E o óbvio: produto final menor! Se você está fabricando um relógio digital, 1,6 mm é enorme! MP3 players, eletrônicos vestíveis, possivelmente câmeras, telefones, etc. Nesses tamanhos de placa, a fragilidade não é um problema.

Vou abordar suas idéias, mas fora de ordem:

• Problemas com o processo de montagem com componentes pesados
• Problemas com torção PCB

Estes são definitivamente um problema. Tendo acabado de criar um design com 1 mm de espessura e dimensões talvez 3 "x 6", a placa é notavelmente mais flexível que uma placa de 1,6 mm. Eu posso imaginar isso levando a problemas com peças danificadas ao longo do tempo, especialmente se a placa precisar ser fisicamente forçada (como em um conector de placa de borda) em uso normal.

Minha organização também fabrica pranchas muito menores (0,5 "x 1,5") com 1 mm de espessura nos volumes de produção, e não há problemas nessas dimensões.

• Melhor interplano de capacitância e melhor desacoplamento de potência.
• Melhor acoplamento no plano da via.

Para esses objetivos, uma placa de várias camadas é uma solução melhor. Com uma placa multicamada, você pode reduzir facilmente a separação do plano em 0,1 mm. Para placas de duas camadas, acho que você não deve ir abaixo de 0,8 mm, mesmo para placas muito pequenas.

• Custo extra. Sem espessura padrão.

Não vejo isso como uma questão importante. As oficinas de chapas estocam muitas espessuras diferentes de materiais para poder construir chapas multicamadas para qualquer empilhamento solicitado por seus clientes. Uma solicitação de uma placa de duas camadas com uma espessura diferente de 1,6 mm pode ser facilmente construída com esse material - mas verifique com seu fornecedor quais espessuras eles têm em mãos ou podem obter rapidamente, antes de se comprometer com um projeto específico .

Quando se fala de PCBs de RF, a linha de transmissão mais simples é a linha de microfita. Para uma determinada impedância característica Z0, a largura da micro-tira diminui à medida que a espessura da PCB diminui. Exemplo: se f = 1 GHz e o dielétrico tiver Er = 4,5, para fazer uma micro-tira de 50 ohm, seria necessário que a micro-faixa tivesse 2,97288 mm de largura em uma PCB de 1,6 mm de espessura, enquanto os mesmos 50 ohms podem ser alcançados com um Microponto de 1,47403 mm de largura em uma placa de circuito impresso de 0,8 mm (omitido outros parâmetros).