Was sind die Vor- und Nachteile einer dünneren Leiterplattendicke (<1,6 mm)?

Was sind die Vor- und Nachteile einer dünneren Leiterplattendicke (<1,6 mm)?

Mein Ansatz:

• Bessere Kapazitätszwischenebene und bessere Leistungsentkopplung.
• Bessere Kopplung zwischen Gleis und Ebene.
• Probleme beim Montageprozess mit schweren Bauteilen
• Probleme mit der Verdrehung der Leiterplatte
• Extrakosten. Keine Standardstärke.

Wann benutzt du es

Was sind die technischen Grenzen für die Bestückung dünner Leiterplatten (dh 0,5 mm)? Ich weiß, dass es auf die Größe der Leiterplatte ankommt. Könnte jemand über diese Grenzen erzählen?

Um das Signalproblem zu lösen, ist es besser, näher an der Ebene zu sein (es gibt eine kritische Höhe, bei der Induktivität / Widerstand gleich werden und eine weitere Absenkung die Impedanz erhöht, aber es ist ein komplexes, langwieriges und nicht gut untersuchtes Thema - siehe Buch unten für Details )

Laut Henry Ott ( Electromagnetic Compatibility Engineering - ein wirklich hervorragendes Buch) sind die Hauptziele für das Stapeln von Leiterplatten:

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.

Da normalerweise nicht alle diese Ziele erreicht werden können (aufgrund der Kosten für zusätzliche Schichten usw.), seien die beiden wichtigsten die ersten (beachten Sie, dass der Vorteil, dass das Signal näher am Flugzeug liegt, die beiden überwiegt) Nachteil der niedrigeren Leistung / Masse-Kopplung, wie in Ziel 3 angegeben.) Durch Minimieren der Leiterbahnhöhe über der Ebene wird die Signalschleifengröße minimiert, die Induktivität verringert und auch der auf der Ebene verteilte Rückstrom verringert. Das folgende Diagramm zeigt die Idee:

Montageprobleme bei dünnen Platten

Ich bin kein Experte für die Montageprobleme, die mit diesem dünnen Board verbunden sind, daher kann ich nur mögliche Probleme erraten. Ich habe bisher nur mit> 0.8mm Boards gearbeitet. Ich hatte jedoch eine schnelle Suche und fand ein paar Links, die tatsächlich der erhöhten Ermüdung der Lötstelle zu widersprechen scheinen, die unten in meinem Kommentar erwähnt wurde. Es wird ein bis zu zweifacher Unterschied in der Ermüdungslebensdauer für 0,8 mm im Vergleich zu 1,6 mm erwähnt. Dies gilt jedoch nur für CSPs (Chip Scale Packages). Inwiefern dies mit einer Durchgangsbohrungskomponente vergleichbar wäre, muss untersucht werden. Wenn man darüber nachdenkt, ist dies sinnvoll, da die Leiterplatte die Lötstelle entlasten kann, wenn sie sich bei Bewegungen leicht biegt, was eine Kraft auf das Bauteil erzeugt. Auch Sachen wie Padgröße und Verzug werden besprochen:

Link 1 (siehe Abschnitt 2.3.4)
Link 2 (Teil 2 zum obigen Link)
Link 3 (ähnliche Informationen zu den beiden obigen Links)
Link 4 (Diskussion über die 0,4-mm-Leiterplattenbestückung)

Wie bereits erwähnt, sollten Sie, was auch immer Sie an anderer Stelle entdecken, mit Ihren Leiterplatten- und Baugruppenherstellern sprechen, um zu sehen, welche Gedanken sie haben, wozu sie in der Lage sind und was Sie konstruktiv tun können, um sicherzustellen, dass die optimale Ausbeute erzielt wird.
Wenn Sie keine zufriedenstellenden Daten finden, ist es eine gute Idee, einige Prototypen anzufertigen und eigene Stresstests durchzuführen (oder einen geeigneten Ort für Sie zu finden). Tatsächlich ist dies unabhängig von der IMO unabdingbar.

Ein bisher nicht genannter Vorteil ist, dass Sie kleinere Löcher in ein dünneres Board bohren können. Es gibt ein maximales Seitenverhältnis (das Verhältnis zwischen Bohrtiefe und Bohrerdurchmesser) für einen mechanischen Bohrer (eigentlich auch für einen Laserbohrer, aber das ist eine andere Geschichte).

So kann eine dünnere Platine kleinere Durchkontaktierungen haben - die eine geringere Kapazität haben (alle anderen sind gleich).

Das größte Problem ist die Schwäche. Insbesondere wenn Sie einen Montageprozess durchlaufen, wird die Platine vom Bestückungsautomaten in der Regel gebogen, wenn die Komponenten an ihren Platz gedrückt werden, und es kann zu einem "Aufprall" kommen, der zuvor platzierte Komponenten aus ihrer Position bringen kann. Es ist auch wahrscheinlicher, dass sich die Bretter mit der Zeit verziehen, aber da bin ich mir nicht sicher.

Und das Offensichtliche: kleineres Endprodukt! Wenn Sie eine Digitaluhr machen, ist 1,6 mm riesig! MP3-Player, tragbare Elektronik, möglicherweise Kameras, Telefone usw. ähnlich. Bei diesen Plattengrößen ist die Feinheit kein Problem.

Ich werde auf Ihre Ideen eingehen, aber nicht in Ordnung:

• Probleme beim Montageprozess mit schweren Bauteilen
• Probleme mit der Verdrehung der Leiterplatte

Dies ist definitiv ein Problem. Das Board hat gerade ein Design mit einer Dicke von 1 mm und Abmessungen von 3 "x 6" erstellt und ist deutlich flexibler als ein 1,6-mm-Board. Ich kann mir vorstellen, dass dies mit der Zeit zu Problemen mit beschädigten Teilen führt, insbesondere wenn die Platine bei normalem Gebrauch physisch gezwungen werden muss (wie in einen Edge-Card-Anschluss).

Meine Organisation stellt auch viel kleinere Platten (0,5 "x 1,5") mit einer Dicke von 1 mm in Produktionsvolumen her, und bei diesen Abmessungen gibt es kein Problem.

• Bessere Kapazitätszwischenebene und bessere Leistungsentkopplung.
• Bessere Kopplung zwischen Gleis und Ebene.

Für diese Ziele ist eine Mehrschichtplatte eine bessere Lösung. Mit einer Mehrschichtplatte können Sie den Ebenenabstand leicht auf 0,1 mm reduzieren. Ich glaube nicht, dass Sie für 2-Lagen-Boards unter 0,8 mm gehen möchten, auch nicht für sehr kleine Boards.

• Extrakosten. Keine Standardstärke.

Ich sehe das nicht als großes Problem. Board Shops führen viele verschiedene Materialstärken, um mehrlagige Platten nach den Anforderungen ihrer Kunden zusammenstellen zu können. Eine Anfrage für eine 2-Lagen-Platte mit einer anderen Dicke als 1,6 mm könnte leicht aus diesem Material hergestellt werden. Fragen Sie jedoch Ihren Händler, welche Dicken verfügbar sind oder schnell verfügbar sind, bevor Sie sich auf ein bestimmtes Design festlegen .

Wenn es um HF-Leiterplatten geht, ist die einfachste Übertragungsleitung die Mikrostreifenleitung. Für eine gegebene charakteristische Impedanz Z0 nimmt die Mikrostreifenbreite mit abnehmender PCB-Dicke ab. Beispiel: Wenn f = 1 GHz ist und das Dielektrikum Er = 4,5 hat, muss der Mikrostreifen auf einer 1,6 mm dicken Leiterplatte eine Breite von 2,97288 mm haben, um einen 50-Ohm-Mikrostreifen herzustellen, während mit a die gleichen 50 Ohm erreicht werden können 1,47403 mm breiter Microstip auf einer 0,8 mm-Leiterplatte (ohne andere Parameter).