Ich sehe, dass eine 2-Lagen-Leiterplatte für Prototypen wirklich billig ist. Eine 4-lagige Leiterplatte ist fast 4x teurer. Ich habe ein Design, das DDR3-RAM verwendet, bei dem ich die Trace-Längen anpassen muss. Ich muss aber auch die Kosten niedrig halten. Ich beobachte, dass die Verwendung einer größeren 2-Schicht-Leiterplatte im Vergleich zu einer 4-Schicht-Leiterplatte wirtschaftlicher ist. Würde es von Natur aus funktionieren, wenn ich die 2-lagige Leiterplatte anstelle von 4 verwende, obwohl meine Leiterbahnen viel länger sind?
Warum ist die 4-Lagen-Leiterplatte im Vergleich zur 2-Lagen-Leiterplatte so viel teurer? Von 2-4 Schicht ist ein großer Preisunterschied? Ich würde gerne wissen warum? Die meisten kommerziellen Designs scheinen 4 Schichten zu verwenden, wenn sie RAM haben. Dennoch können sie zu so günstigen Preisen verkaufen. Ich verstehe, dass die Herstellung in großen Mengen wirklich hilft, aber um wie viel sinken die PCB-Kosten tatsächlich b? LEts sagen in kleinen Mengen, um eine 4-lagige Leiterplatte zu machen, ist 4 $? Wie viel wäre es, wenn ich es in Mengen von 100 machen würde?
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Antworten:
Ah, der Schrecken, DDR in zwei Schichten zum Laufen zu bringen :) Die lange Antwort ist natürlich, etwas über die Signalintegrität zu lernen und genau zu verstehen, was Sie tun. Ich habe dies schon einmal gesehen und sogar EMI bestanden, aber mit vielen Einschränkungen. Zuerst gab es nur einen einzigen DDR-Teil. Zweitens wurde der Controller sorgfältig so konstruiert, dass er auf alle Signale in den ersten beiden Reihen weit auseinanderliegender Kugeln geleitet wird, sodass alle Signale ohne Durchkontaktierungen auf der obersten Schicht zum DDR-Teil geleitet werden. Dann wurde der Boden für ein GND-Flugzeug verwendet, obwohl es 60 mil entfernt war. Die Routen wurden abgeglichen, aber "extrem" kurz gehalten. Schließlich wurde das Teil so langsam wie möglich ausgeführt, im Grunde genommen die vom DDR-Teil zugelassene Mindestfrequenz. Oh, und wir hatten eine Spread-Spectrum-Uhr für EMI.
Ich würde in der Regel sagen, dass dies keine gute Idee ist und Sie sich an vier Schichten halten und die Kosten an anderer Stelle senken sollten. Wenn Sie dies tun, erwarten Sie nicht einmal, dass Sie fast die volle Geschwindigkeit erreichen, und wenn Sie versuchen, mehrere Teile wie ein DIMM oder eine Clamshell zu routen. Ich würde sagen, es lohnt sich nicht einmal, es zu versuchen.
Die Kosten hängen von so vielen Faktoren ab, von wo Sie es tun bis zu wie viel. Bei sehr hohen Volumina ist dies ein viel kleineres Problem als bei niedrigen Proto-Volumina. Die Kopfschmerzen beim Debuggen eines zweischichtigen Designs sind es mit ziemlicher Sicherheit nie wert. Die längere Markteinführungszeit, mit der Sie konfrontiert werden, ist in vielen Fällen allein die Kosten einer 4-Schicht wert.
Sie erwähnen ein Volumen von 100, als wäre es hoch, aber es ist überhaupt nicht so, wenn Sie anfangen, sich in die Tausende, Hunderttausende zu bewegen, gibt es einen starken Preisverfall von ein paar hundert Stück. Gleiches gilt, wenn Sie irgendwo vom Ufer wegziehen. Nur als Beispiel kann ich mir vorstellen, dass mein US-Preis für 10.000 Einheiten eines 10-Lagen-Boards bei etwa 50 US-Dollar liegt, mein Offshore-Preis jedoch bei 25 US-Dollar. Ihr Preis hängt auch davon ab, wie effizient Sie das Panel verwenden (Ihr Leiterplattenhaus stellt Boards in Standard-Blattgrößen her.) Wenn Sie nur zwei pro Panel einsetzen und viel Abfall haben, steigen Ihre Kosten, als würden Sie nur 2 und bestellen Lassen Sie Platz für 20 auf dem Panel. Übrigens funktionieren Orte, an denen Leiterplattenbestellungen zusammengefasst werden, so.
Warum kostet es mehr? Nun, es ist viel Erzarbeit, beinhaltet das Doppelte des Materials und erfordert etwas mehr Präzision oder Geschicklichkeit. Eine zweischichtige Schicht ist nur ein Stück FR4-Kupfer, das auf beiden Seiten beschichtet ist. Bohren Sie einfach einige Löcher, maskieren Sie sie, ätzen Sie sie weg und bearbeiten Sie sie nach. Für eine vierschichtige Plattenmaske und ätzen Sie die zwei Schichten, dann laminieren Sie zwei weitere äußere Schichten auf jede Seitenmaske und ätzen Sie erneut, wobei Sie erneut darauf achten, dass sie richtig ausgerichtet sind, dann bohren und nachbearbeiten. Das ist nur ein Beispiel, aber der Punkt ist, dass der Prozess mehr Schritte, mehr Arbeit, mehr Material und mehr Kosten hat.
Es könnte erwähnenswert sein, dass es Chips für die Mobilfunkbranche gibt, die Dinge wie LPDDR4, die direkt darauf montiert sind, für eine Komplettlösung verwenden. Trotzdem würde ich eine vierschichtige Platine für die richtige Energieverteilung, Entkopplung und Weiterleitung anderer Signale wünschen, aber es ist ein interessanter Winkel, den man berücksichtigen sollte.
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Es gibt eine Reihe von Gründen, warum Sie mehrschichtige Platinen haben, und wenn es um Hochgeschwindigkeitsdesign geht, zum Beispiel DDR3, passiert viel mehr als nur die Verbindungen von Pin zu Pin.
Bei hohen Geschwindigkeiten wird die Physik hinter elektrischen und magnetischen Feldern zu einem Faktor sowie zu den Anforderungen an die Leistungsgeschwindigkeit. Es geht nicht mehr nur darum, eine Verbindung von Punkt A zu Punkt B herzustellen. Die Route, die Sie nehmen, wirkt sich aus. Bei hoher Frequenz können Sie also tatsächlich Platz verlieren, weil Sie Signale in diesem Bereich oder in der Nähe dieser Gruppe nicht routen können / sollten von Signalen usw. Stromversorgungen sind langsam und können nicht mit dem Strombedarf in digitalen Schaltkreisen Schritt halten. Sie könnten ein Netzteil direkt neben dem Pin haben, und Ihr Chip funktioniert möglicherweise immer noch nicht gut, da digitale Schaltkreise schnelle Ströme erfordern und viele davon. Das Netzteil hat möglicherweise eine hohe Nennstromstärke, ein Netzteil reagiert jedoch nicht schnell. Und hier kommen Entkopplungskondensatoren, Massenkondensatoren und die gesamte Stromnetzverteilung ins Spiel. All diese Dinge sind für eine hohe Geschwindigkeit erforderlich, und einige davon hängen vom Ebenenstapel ab. Nicht nur die Anzahl der Schichten, sondern auch die tatsächlichen Schichten.
Die Steuerung der Feilds und die Reduzierung ihrer Auswirkungen, EMI , Sheilding, Kapazität zwischen Ebenen, Signalintegrität , Leistungsintegrität und Routing-Komplexität sind der Grund, warum Sie möglicherweise eine mehrschichtige Platine im Vergleich zu einer zweischichtigen Platine haben. Sie könnten möglicherweise mit einer 2-Lagen-Platine davonkommen, aber Sie müssten entweder die Platine modellieren (Parasiten) und je nach Ihrem Hochfrequenzgehalt prüfen, ob alle Ihre Anforderungen erfüllt sind.
Können Sie also die Anzahl der Schichten reduzieren?
Ja, du kannst.
Wird es funktionieren ?
Ja. Nein, vielleicht. Alles das oben Genannte.
Versuchen Sie, auf dieser Website nach einigen fett gedruckten Begriffen zu suchen. Es kann einige Fragen beantworten oder neue erstellen.
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Henry Ott schlägt fünf EMV-bezogene Ziele vor , die mit einem Board-Design erreicht werden sollen. Sie sind:
Laut Ott beträgt die kleinste Anzahl von Schichten, die alle diese Ziele erfüllen können, acht . Von oben nach unten sind die Schichten:
Wenn also maximale EMI / EMC-Leistung Ihr Ziel ist, hilft es nicht, Ihr Board größer zu machen. Sie müssen genügend Schichten haben. Selbst bei mäßigen Bedenken hinsichtlich der Signalintegrität ist eine solide Grundplatte eine gute Sache.
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Die direkte topologische Antwort lautet "Nein".
Es gibt Dinge, die Sie auf einem zweilagigen Brett tun können, die Sie einfach nicht auf einem einschichtigen Brett tun können, egal wie groß sie sind. Punkt.
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