¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un grosor de PCB más delgado (<1.6 mm o 0.063 '')?

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un espesor de PCB más delgado (<1,6 mm)?

Mi acercamiento:

• Mejor capacitancia interplane y mejor desacoplamiento de potencia.
• Mejor acoplamiento pista-plano.
• Problemas con el proceso de ensamblaje con componentes pesados.
• Problemas con la torsión de PCB
• Costo adicional. Sin espesor estándar.

¿Cuando lo usas?

¿Cuáles son los límites técnicos para el montaje de PCB delgadas (es decir, 0,5 mm)? Sé que depende del tamaño de la PCB. ¿Alguien podría hablar sobre estos límites?

Para abordar el problema de la señal, más cerca del avión es mejor (hay una altura crítica en la que la inductancia / resistencia se iguala, y bajar más aumenta la impedancia, pero es un tema complejo, largo y no bien examinado; consulte el libro a continuación para obtener más detalles). )

Según Henry Ott ( Ingeniería de compatibilidad electromagnética , un libro realmente excelente), los objetivos principales para la acumulación de PCB son:

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.

Continúa diciendo que, como generalmente no se pueden lograr todos estos objetivos (debido al costo de capas adicionales, etc.), los dos más importantes son los dos primeros (tenga en cuenta que la ventaja de tener la señal más cerca del avión supera la desventaja de la menor potencia / acoplamiento a tierra, como se señala en el objetivo 3) Minimizar la altura de la traza por encima del plano minimiza el tamaño del bucle de señal, reduciendo la inductancia y también reduciendo la corriente de retorno extendida en el plano. El siguiente diagrama demuestra la idea:

Problemas de ensamblaje para tableros delgados

No soy un experto en los problemas de ensamblaje relacionados con placas tan delgadas, así que solo puedo adivinar posibles problemas. Solo he trabajado con placas de> 0.8 mm. Sin embargo, tuve una búsqueda rápida, y encontré algunos enlaces que en realidad parecen contradecir el aumento de la fatiga de la unión de soldadura que se considera a continuación en mi comentario. Se menciona hasta 2 veces la diferencia en la vida útil de la fatiga para 0.8 mm en comparación con 1.6 mm, pero esto es solo para CSP (paquetes de escala de viruta), por lo que la comparación con un componente de orificio pasante necesitaría investigación. Pensando en ello, esto tiene sentido ya que si la PCB puede flexionarse ligeramente en el movimiento, lo que genera una fuerza en el componente, puede aliviar el estrés en la unión de la soldadura. También se discuten cosas como el tamaño de la almohadilla y la deformación:

Enlace 1 (consulte la sección 2.3.4)
Enlace 2 (parte 2 al enlace anterior)
Enlace 3 (información similar a los dos enlaces anteriores)
Enlace 4 (discusión sobre el ensamblaje de PCB de 0.4 mm)

Como se mencionó, cualquier cosa que descubras en otro lugar, asegúrate de hablar con tu PCB y las casas de ensamblaje para ver cuáles son sus pensamientos, de lo que son capaces y qué puedes hacer con respecto al diseño para asegurarte de lograr el rendimiento óptimo.
Si sucede que no puede encontrar datos satisfactorios, sería una buena idea obtener algunos prototipos y hacer sus propias pruebas de estrés (o conseguir un lugar apropiado para que lo haga por usted). De hecho, hacer esto independientemente es IMO esencial.

Una ventaja no mencionada hasta ahora es que puede hacer agujeros más pequeños en una placa más delgada. Hay una relación de aspecto máxima (la relación entre la profundidad de perforación y el diámetro de perforación) para un taladro mecánico (en realidad también para un taladro láser, pero esa es otra historia).

Por lo tanto, una placa más delgada puede tener vías más pequeñas, que tendrán una capacitancia más baja (todo lo demás igual).

El mayor problema es la debilidad. En particular, si los está ejecutando a través de un proceso de ensamblaje, la máquina de recoger y colocar tenderá a flexionar el tablero cuando empuje los componentes en su lugar y puede causar un "rebote" que puede sacar los componentes colocados previamente fuera de posición. Las tablas también podrían ser más propensas a deformarse con el tiempo, pero no estoy seguro de eso.

Y el obvio: ¡producto final más pequeño! Si estás haciendo un reloj digital, ¡1,6 mm es enorme! Reproductores de MP3, dispositivos electrónicos portátiles, posiblemente cámaras, teléfonos, etc. En estos tamaños de tabla, la debilidad no es un problema.

Abordaré sus ideas, pero fuera de orden:

• Problemas con el proceso de ensamblaje con componentes pesados.
• Problemas con la torsión de PCB

Estos definitivamente son un problema. Después de haber realizado un diseño con un grosor de 1 mm y unas dimensiones de 3 "x 6", la placa es notablemente más flexible que una placa de 1,6 mm. Me imagino que esto conduce a problemas con las piezas dañadas con el tiempo, especialmente si la placa debe ser forzada físicamente (como en un conector de tarjeta de borde) en uso normal.

Mi organización también fabrica tableros mucho más pequeños (0.5 "x 1.5") con un grosor de 1 mm en volúmenes de producción, y no hay problema en estas dimensiones.

• Mejor capacitancia interplane y mejor desacoplamiento de potencia.
• Mejor acoplamiento pista-plano.

Para estos objetivos, una placa multicapa es una mejor solución. Con una placa multicapa, puede reducir la separación del plano fácilmente hasta 0.1 mm. Para tableros de 2 capas, no creo que quiera ir por debajo de quizás 0.8 mm, incluso para tableros muy pequeños.

• Costo adicional. Sin espesor estándar.

No veo esto como un problema importante. Las tiendas de tableros almacenan diferentes grosores de materiales para poder construir tableros de múltiples capas para cualquier apilamiento que soliciten sus clientes. Una solicitud para un tablero de 2 capas con un grosor diferente a 1.6 mm podría construirse fácilmente a partir de este material, pero verifique con su proveedor qué grosores tienen a mano, o puede obtener rápidamente, antes de comprometerse con un diseño en particular .

Cuando se habla de PCB de RF, la línea de transmisión más simple es la línea de microstrip. Para una impedancia característica determinada Z0, el ancho de la tira micro disminuye a medida que disminuye el grosor de la PCB. Ejemplo: si f = 1 GHz y el dielétrico tiene Er = 4.5, para hacer una microstrip de 50 ohmios sería necesario que la microcinta tenga un ancho de 2,97288 mm en una PCB de 1,6 mm de grosor, mientras que los mismos 50 ohmios se pueden lograr con un Microstip de 1,47403 mm de ancho en una PCB de 0,8 mm (se omitieron otros parámetros).