Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dello spessore del PCB più sottile (<1.6 mm o 0.063 '')?

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dello spessore del PCB più sottile (<1,6 mm)?

Il mio approccio:

• Migliore interpiano di capacità e migliore disaccoppiamento di potenza.
• Migliore accoppiamento tra binario e piano.
• Problemi con il processo di assemblaggio con componenti pesanti
• Problemi con la torsione del PCB
• Costo extra. Nessuno spessore standard.

Quando lo usi?

Quali sono i limiti tecnici per l'assemblaggio di PCB sottili (ovvero 0,5 mm)? So che dipende dalle dimensioni del PCB. Qualcuno potrebbe dire di questi limiti?

Per affrontare il problema del segnale, è meglio avvicinarsi al piano (esiste un'altezza critica in cui l'induttanza / resistenza diventano uguali e abbassare ulteriormente aumenta l'impedenza, ma è un argomento complesso, lungo e non ben esaminato - vedi il libro sotto per i dettagli )

Secondo Henry Ott ( Electromagnetic Compatibility Engineering - un libro davvero eccellente), gli obiettivi principali per l'accumulo di PCB sono:

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.

Prosegue affermando che, poiché di solito tutti questi obiettivi non possono essere raggiunti (a causa del costo di strati aggiuntivi, ecc.) I due più importanti sono i primi due (si noti che il vantaggio di avere il segnale più vicino al piano supera il svantaggio dell'accoppiamento potenza / terra inferiore, come indicato nell'obiettivo 3) Ridurre al minimo l'altezza della traccia sopra il piano minimizza la dimensione del circuito del segnale, riducendo l'induttanza e riducendo anche la diffusione della corrente di ritorno sul piano. Lo schema seguente mostra l'idea:

Problemi di assemblaggio per schede sottili

Non sono un esperto delle questioni relative all'assemblaggio coinvolte con questa scheda così sottile, quindi posso solo immaginare potenziali problemi. Ho sempre lavorato con schede> 0,8 mm. Ho fatto una ricerca veloce e ho trovato alcuni link che sembrano contraddire la maggiore fatica della giuntura di saldatura considerata di seguito nel mio commento. Viene menzionata una differenza fino a 2 volte nella durata a fatica per 0,8 mm rispetto a 1,6 mm, ma questo è solo per i CSP (pacchetti scala chip), quindi il modo in cui questo sarebbe paragonabile a un componente del foro passante avrebbe bisogno di essere esaminato. Pensandoci, questo ha un certo senso dal momento che se il PCB può flettersi leggermente sui movimenti che generano una forza sul componente, può alleviare lo stress sul giunto di saldatura. Vengono discusse anche cose come la dimensione del pad e la deformazione:

Collegamento 1 (vedere la sezione 2.3.4)
Collegamento 2 (parte 2 al collegamento sopra)
Collegamento 3 (informazioni simili ai due collegamenti sopra)
Collegamento 4 (discussione sull'assemblaggio PCB da 0,4 mm)

Come accennato, qualunque cosa tu scopra altrove, assicurati di parlare con il tuo PCB e le case di assemblaggio per vedere quali sono i loro pensieri, cosa sono capaci e cosa puoi fare in termini di progettazione per assicurarti che la resa ottimale sia raggiunta.
Se succede che non riesci a trovare dati soddisfacenti, realizzare alcuni prototipi e fare i tuoi stress test su di essi sarebbe una buona idea (o trovare un posto adatto per farlo per te). In effetti, farlo indipendentemente dall'IMO è essenziale.

Un vantaggio non menzionato finora è che puoi fare piccoli fori su una tavola più sottile. Esiste un rapporto di aspetto massimo (il rapporto tra profondità della punta e diametro della punta) per una punta meccanica (in realtà anche per una punta laser, ma questa è un'altra storia).

Quindi una scheda più sottile può avere vie più piccole - che avranno una capacità inferiore (tutto il resto uguale).

Il problema più grande è la fragilità. In particolare se li stai eseguendo attraverso un processo di assemblaggio, la macchina pick-and-place tenderà a flettere la scheda quando spinge i componenti al loro posto e può causare un "rimbalzo" che può spostare i componenti precedentemente posizionati fuori posizione. Le schede potrebbero anche avere maggiori probabilità di deformarsi nel tempo, ma non ne sono sicuro.

E quello ovvio: prodotto finale più piccolo! Se stai realizzando un orologio digitale, 1.6mm è enorme! Lettori MP3, elettronica indossabile, possibilmente fotocamere, telefoni ecc. Simili. A queste dimensioni della scheda, la delicatezza non è un problema.

Mi rivolgerò alle tue idee, ma fuori servizio:

• Problemi con il processo di assemblaggio con componenti pesanti
• Problemi con la torsione del PCB

Questi sono sicuramente un problema. Avendo appena realizzato un design con uno spessore di 1 mm e dimensioni forse 3 "x 6", la scheda è notevolmente più flessibile di una scheda da 1,6 mm. Posso immaginare che ciò possa portare a problemi con parti danneggiate nel tempo, soprattutto se la scheda deve essere fisicamente forzata (come in un connettore edge-card) durante l'uso normale.

La mia organizzazione produce anche schede molto più piccole (0,5 "x 1,5") con uno spessore di 1 mm nei volumi di produzione e non vi sono problemi in queste dimensioni.

• Migliore interpiano di capacità e migliore disaccoppiamento di potenza.
• Migliore accoppiamento tra binario e piano.

Per questi obiettivi, una scheda multistrato è una soluzione migliore. Con una scheda multistrato è possibile ridurre facilmente la separazione del piano fino a 0,1 mm. Per le schede a 2 strati, non credo che vorrai scendere sotto forse 0,8 mm, anche per schede molto piccole.

• Costo extra. Nessuno spessore standard.

Non lo vedo come un grosso problema. I negozi di bordo dispongono di diversi spessori di materiali per essere in grado di costruire pannelli multistrato per qualsiasi impilamento richiesto dai loro clienti. Una richiesta per una scheda a 2 strati con uno spessore diverso da 1,6 mm potrebbe essere facilmente costruita da questo materiale --- ma controlla con il tuo rivenditore quali spessori hanno a portata di mano o possono ottenere rapidamente, prima di impegnarti in un particolare progetto .

Quando si parla di PCB RF, la linea di trasmissione più semplice è la linea microstrip. Per una determinata impedenza caratteristica Z0, la larghezza della microstriscia diminuisce al diminuire dello spessore del PCB. Esempio: se f = 1GHz e il dielettrico ha Er = 4.5, per realizzare una microstriscia di 50 ohm sarebbe necessario alla microstriscia di avere una larghezza di 2,97288 mm su un PCB spesso 1,6 mm mentre gli stessi 50 ohm possono essere raggiunti con un Microstip da 1,47403 mm di larghezza su un PCB da 0,8 mm (omesso altri parametri).