Che cos'è uno Air Gap Layer in un PCB?

Al lavoro ho ereditato un design PCB multistrato che devo inviare per preventivo e eventuale fabbricazione. Contiene due strati interni che sono etichettati "AIRGAP". Qual è lo scopo di questi strati d'aria?

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

La tensione più alta sulla scheda è di circa 40 volt, quindi non penso che sia un design ad alta tensione.

Questo sarebbe considerato una scheda a quattro strati o più? Anche alcune delle case di consiglio che le abbiamo inviato sono confuse.

Come ha detto Peter Bennett, lo strato di gap d'aria è probabilmente un Gerber contenente aree da estrarre dagli strati, possibilmente il preimpregnato superiore e inferiore, lasciando intatto il nucleo. Poiché ci sono solo 4 strati di rame, ciò lascerebbe probabilmente cavità aperte in alto e in basso con il rame potenzialmente esposto sugli strati di potenza / terra.

Questo potrebbe essere usato per incassare componenti nel PCB.

In alcuni casi, i componenti sono completamente integrati nel PCB.

Credo che questo processo in genere avrebbe il nucleo (in questo caso) attraversare una macchina pick and place, saldata, pulita e quindi laminata e i fori placcati con il preimpregnato superiore e inferiore.

Ecco un esempio di stackup con componenti completamente integrati di Altium :

Un traferro è una distanza fisica inferiore a quella conduttiva tra due sezioni di un circuito elettronico. Ha lo scopo di imporre una sezione non conduttiva tra due punti usando materiale non conduttivo (in circostanze normali). Questo traferro viene scelto in base alla tensione di lavoro tipica del circuito. Uno spazio d'aria della tensione di rete sarà più piccolo di uno spazio aereo per circuiti da 1k volt o superiori, ad esempio. La distanza tra due percorsi multi-killivolt sarà molto più grande della distanza tra due percorsi di tensione di rete nudi.

Il tipico traferro viene calcolato in base alla conduttività dell'atmosfera (una miscela di vari gas). Di atmosfera condurrebbe a quella tensione a una data distanza, il traferro non è sufficiente.

Un gap d'aria è per la dispersione di una luce per alte tensioni per soddisfare le normative. Scommetto che i progettisti hanno una profondità diversa sul PCB per la traccia di fresatura e usano quella distanza nello stack per raggiungere una profondità personalizzata. Questo è probabilmente il motivo per cui la profondità verrà visualizzata nella progettazione 3D o per la produzione e una traccia di fresatura potrebbe essere creata con una profondità personalizzata nel PCB.

Quindi, se il design è per un alimentatore o qualcosa con un creep-age e spazio, allora è quello che è. Se in realtà si tratta di uno strato di intercapedine, sarei scioccato.

Modifica: un altro posto in cui ho visto spazi vuoti d'aria (che probabilmente è questo) è in PCB flessibili piatti rigidi che hanno strati interni in kapton e strati esterni FR4. Il traferro è quello di promuovere la flessibilità se hai più di 2 strati interni di kapton, come mostrato nello stackup a 8 strati.

Quando ho posto la domanda, ho esaminato WikiPedia e ho trovato questa dichiarazione su AIR GAP :

Isolando i fili di rame all'interno di un chip con fori per il vuoto, è possibile ridurre al minimo la capacità consentendo ai chip di lavorare più velocemente o assorbire meno energia. Si ritiene che un vuoto sia l'ultimo isolante per quella che è nota come capacità di cablaggio, che si verifica quando due fili adiacenti su un chip assorbono energia elettrica l'uno dall'altro, generando calore indesiderato e rallentando la velocità con cui i dati possono muoversi attraverso un chip. IBM stima che questa tecnologia da sola può portare a velocità superiori del 35% nel flusso corrente o a un consumo energetico inferiore del 15%.

Ecco anche la tecnologia di produzione di IBM sulle lacune di WikiPedia:

I ricercatori IBM hanno escogitato un modo per produrre questi "spazi vuoti" su larga scala, usando le proprietà di autoassemblaggio di alcuni polimeri, e quindi combinarli con le normali tecniche di produzione CMOS, risparmiando enormi risorse poiché non devono riorganizzare il l'intero processo. Quando si realizzano i chip, l'intero wafer viene preparato con un materiale polimerico che, se rimosso in una fase successiva, lascia trilioni di miliardi di fori, di soli 20 nanometri di diametro, distribuiti uniformemente. Anche se il nome suggerisce che i buchi sono riempiti di aria, in realtà sono riempiti di nulla, il vuoto. IBM ha già dimostrato questa tecnica nei propri laboratori ed è già implementata nel loro stabilimento di produzione a East Fishkill, New York, dove hanno realizzato prototipi di processori POWER6 utilizzando questa tecnologia. La distribuzione su vasta scala è prevista per IBM

Come ripensamento, il traferro potrebbe riferirsi al distacco di scintilla per quando il circuito inverte la corrente quando viene colpito, acquista un aumento di energia come un'illuminazione o carica eccessiva del dispositivo.