Перейти к содержанию

Имеет ли право на жизнь такая плата?

Доброго дня!

Впервые столкнулся с необходимостью разводки многослойки.
Монтаж достаточно плотный, кол-во слоёв будет или 4, или 6.
ПЛИСка, резисторы, конденсаторы.
Тактовая частота 15 МГц, фронты входных сигналов 5 - 10 нс.

Покритикуйте, плз., такую конструкцию ПП:
- 1 слой (верх ПП): ЭРЭ, сигнальные дорожки;
- 2 слой: шины питания;
- 3 слой: общий проводник;
- 4 слой (нижняя сторона ПП): блокировочные кондёры, сигнальные дорожки.

Толщина проводников 1 и 4 слоёв 20-35 мкм, толщина меди 2 и 3 слоёв 150-200 мкм.
Толщина текстолита между 1 и 2, 3 и 4 слоями 0,5 - 0,8 мм.
Толщина текстолита между 2 и 3 слоями 0,3 - 0,4 мм.

Минимальная ширина дорожек планируется 0,1 - 0,2 мм.

Есть явные косяки?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Тут больше вопросов, чем ответов. Первый и самый главный - зачем? Почему не использовать стандартный стек, предлагаемый многими производителями? При фольге 200 мкм дорожки 0.1 скрее всего не сделают. Там что, дикие токи и нужен существенный теплоотвод?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Alex11 @ Jun 15 2017, 17:20) <{POST_SNAPBACK}>
При фольге 200 мкм дорожки 0.1 скрее всего не сделают.

0.1 может и сделают, но толщина там в итоге будет даалеко не 200мкм)





ПЫСЫ А что у вас там за потребители такие, что понадобились такие слои?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Во многих случаях удобнее иметь слой земли под основным слоем установки компонентов. При этом возникает меньше пересечений сигналами границ полигонов на опорном слое.

Частоты достаточно низкие. Если нет специальных требований, то лучше не мудрить, а использовать стандартную структуру печатной платы, рекомендуемую каким-то отечественным производителем (Резонит, PSElectro и т.п.). Будет проще и дешевле заказывать у них прототипы, если потребуется. Или взять структуру платы из близкой по назначению evaluation board.
Нестандартные решения создают головную боль при производстве и должны применяться обоснованно, лучше всего заранее согласовать их с производителем плат.

Как уже отметили, непонятно зачем такая толстая медь внутри. Для типовых задач обычно хватает 18-35 мкм.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Спасибо всем за ответы.

Товарищи, простите, не уточнил. 100-200 микрон - ширина дорожек на 1 и 4 "сигнальных" слоях, где толщина меди 35 микрон.
А медь 200 микрон толщиной - это только слои питания и общий (2 и 3), там всё пойдёт сплошными полигонами.
Толщину меди 200 микрон выбрал из соображений, что и теплоотвод лишним не будет, и землю сделать помассивнее (в электрическом смысле).

Т.е. надо сперва узнать, какие типовые решения есть на том производстве, где мы будем заказывать. Понял, спасибо.

Мощность плата будет потреблять небольшую, от силы Ватт 5 при площади грубо говоря 50х100 мм, но входные импульсы некогерентны тактовой частоте, поэтому помехи по общему проводу очень даже возможны, аппаратура чувствительная, массивный общий проводник не помешает.
Изменено пользователем MrGalaxy

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Медь 100 и больше микрон реально нужна при токах больше 10-15А передаваемых по одному слою узкими полигонами. В данном случае никакой необходимости в ней нет, только проблемы производству создаст, за которые будет платить заказчик. Это при условии, что вообще согласятся такой стэк делать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Плата бредовая, на самом деле, особенно медь 200мкм, если там нет супер силовых установок на плате, то медь 200мкм вообще не оправдана.
Из за нее у Вас переходные будут минимум 0.6мм диаметром, а это извините лошади.
Ну да, мощность платы 5Вт, тогда да 200мкм на внутренних слоях, это ж какая была трава качественная sm.gif.
Ставьте 35мкм и забудьте. 5Вт Вы спокойно отведете на 35мкм.

Так как тактовая всего 15МГц, можно забить на стек вообще если на каждый сигнальный провод у ПЛИС, включая клоки на плате,
поставить RC цепь, которая замедляет фронт до 20ns. Тогда по стеку можно не париться от слова совсем.
А вот если фронты будут 5ns, и дорожки 0.1мм на поверхности, тогда надо стек делать такой
1-2, 3-4 слои расстояние 0.1..0.15мм
2-3 все остальное за вычетом, если плата 1.5мм, тогда 2-3 1.2мм примерно.
2,3 слои GND под сигналами, питание разводить на оставшихся участках, либо работать с конденсаторами,
чтобы соблюсти SI.
Но я бы замедлил фронты и разводил широко и свободно не стесняясь в выражениях sm.gif
Изменено пользователем hsoft

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
... медь 200мкм, ...
Из за нее у Вас переходные будут минимум 0.6мм диаметром, а это извините лошади.
А как это связано? Требования к диаметру, вроде, от общей толщины платы зависят, а не фольги. rolleyes.gif

Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
Ставьте 35мкм и забудьте. 5Вт Вы спокойно отведете на 35мкм.
Будь моя воля, я бы и двухсторонние платы использовал с 200-микронной фольгой. blush.gif Не только из-за теплоотвода (хотя иногда и это бывает нужно), в основном для "массивности" земли, наводок меньше, жить спокойнее.

Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
Так как тактовая всего 15МГц, можно забить на стек вообще если на каждый сигнальный провод у ПЛИС, включая клоки на плате, поставить RC цепь, которая замедляет фронт до 20ns.
Извините, валить фронты - это из вредных советов. Так не делается, иначе и ошибки возрастут, и от импульсов ничего не останется. Фронты бедные и так завалятся на паразитных ёмкостях. А RC ставить как Вы себе это представляете? И так повернуться негде, может ещё придётся буферы и тактовый генератор выносить на другую плату...

Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
А вот если фронты будут 5ns, и дорожки 0.1мм на поверхности,.
Угу, надеюсь, что хоть такие фронты дойдут до платы, не растеряются по дороге... Только дорожки 0,1 - минимум, таких узких мест может и вовсе не будет. Уберу, наверное, это требование из исходных данных. В основном 0,25 - 0,3 планирую.

Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
тогда надо стек делать такой
1-2, 3-4 слои расстояние 0.1..0.15мм
2-3 все остальное за вычетом, если плата 1.5мм, тогда 2-3 1.2мм примерно.
2,3 слои GND под сигналами, питание разводить на оставшихся участках, либо работать с конденсаторами,
чтобы соблюсти SI.
толщина слоёв не мала 0,1 мм? Емкостей боюсь... 1 мм и то с осторожностью применяю. Иногда даже приходится удалять корпус под сигнальными цепями.
Насчёт питания: раз уж придётся делать многослойку, то и делать отдельным слоем, тем более по переменному току это та же земля. И побольше перемычек!

hsoft
Большое спасибо, по структуре платы Вы дали намётки, пошёл курить каталог Резонита. sm.gif
Ещё с нашими конструкторами бодаться по поводу многослойной структуры. Была как-то подобная работа, они наотрез отказались разрабатывать многослойку. Обошлись обычной двухсторонней. Но там габариты были не ограничены, получилось всё развести.



Цитата(Uree @ Jun 15 2017, 19:36) <{POST_SNAPBACK}>
Медь 100 и больше микрон реально нужна при токах больше 10-15А передаваемых по одному слою узкими полигонами. В данном случае никакой необходимости в ней нет, только проблемы производству создаст, за которые будет платить заказчик. Это при условии, что вообще согласятся такой стэк делать.

Ну, если стоимость возрастёт не на порядок, а раза в 2, то это мелочь, особенно по ср. со стоимостью изделия. Главное, чтоб было технически оправдано и технологически отработано.
Но раз все против такого решения, наверное есть смысл макет попробовать на 35 мкм фольге.
Изменено пользователем MrGalaxy

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Не, ну если оценивать качество электроники в килограммах, то подход оправдан. Правда килограммы прямого отношения к электронике не имеют... "Массивность земли" это новое слово в проектировании, не иначе.
Насчет фронтов тоже Ваше незнание. С точки зрения ЭМС самое нужное дело. Их нужно "валить", чтобы устройство не работало генератором помех для всех и вся в округе.
С емкостями в ту же степь... 10-ти кратная разница в толщине (0.1 / 1.0 мм) отражается в 3-х кратной разнице в емкостях. Ну и вырезание земли под сигнальными трассами добавляет ей "массивности", это без сомнения...
Откуда Вы всей этой ерунды в голову набрали?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
bb-offtopic.gif
Цитата(Uree @ Jun 16 2017, 10:31) <{POST_SNAPBACK}>
Насчет фронтов тоже Ваше незнание. С точки зрения ЭМС самое нужное дело. Их нужно "валить", чтобы устройство не работало генератором помех для всех и вся в округе.
Чего только не вычитаешь на широких просторах. sm.gif Оказывается, для ЭМС нужно валить фронты. А если они нужны короткие, если их намеренно обостряют на компараторах, никогда не слышали о таком? Вообще-то для ЭМС применяют другие методы, а именно: корпус без щелей, лучше всего из стали, и проходные фильтры. Для особых случаев ещё и гальваноразвязку по сигналам. Ну, да это оффтоп.

Цитата(Uree @ Jun 16 2017, 10:31) <{POST_SNAPBACK}>
С емкостями в ту же степь... 10-ти кратная разница в толщине (0.1 / 1.0 мм) отражается в 3-х кратной разнице в емкостях.
Хм., интересно почему так. Особенности полосков, широкой подложки? Зависимость, вроде, линейная должна быть. wacko.gif Если это действительно так, спасибо, не знал, буду учитывать в дальнейшем.

Цитата(Uree @ Jun 16 2017, 10:31) <{POST_SNAPBACK}>
Ну и вырезание земли под сигнальными трассами добавляет ей "массивности", это без сомнения...
Освобождаются только необходимые участки. Приходилось мириться с некоторой потерей массивности, зато фаза сигнала не гуляла от изделия к изделию. Впрочем, мы опять отвлеклись.
Изменено пользователем MrGalaxy

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(hsoft @ Jun 15 2017, 21:41) <{POST_SNAPBACK}>
на самом деле, особенно медь 200мкм, если там нет супер силовых установок на плате, то медь 200мкм вообще не оправдана.

Ставьте 35мкм и забудьте. 5Вт Вы спокойно отведете на 35мкм.

Совершенно с этим ага!
Ну и масса массы (земли) с точки зрения ЭМС тоже что-то особенного. Экран будет работать что при 200 мкм, что при 0.2 мкм. Важен сплошной охват, площадь

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Товарищи, общими усилиями вырисовывается такая структура (пункты исходных данных для конструкторов):
...
- материал: многослойный фольгированный стеклотекстолит, толщина 1,5 – 2 мм. При выборе структуры следует ориентироваться на типовые сборки конкретного производства;
- толщина фольги должна быть 35 мкм. При необходимости уменьшения ширины проводников до 0,15 мм допускается выбрать толщину фольги сигнальных слоёв 18 мкм.
- толщина изоляционных слоёв (ядро, препрег) должна быть 0,2 – 0,4 мм.
...


ЗЫ. Вот сколько терминов новых узнал: ядро, препрег! biggrin.gif



Цитата(Егоров @ Jun 16 2017, 11:34) <{POST_SNAPBACK}>
Ну и масса массы (земли) с точки зрения ЭМС тоже что-то особенного. Экран будет работать что при 200 мкм, что при 0.2 мкм. Важен сплошной охват, площадь

Я не про распространение сигнала по полоскам, коню понятно, что там толщина металлизации подложки не важна, я про блокировку пульсаций между общим проводником и питанием, вот про что. Если помехи килогерцовые, то скин-слоя считай нет, поэтому уже и толщина будет иметь значение. Ну, как бы объяснить... Надо, чтобы помехи блокировались не только около конденсатора, а и на некотором расстоянии от него.

Знаю, что хреново умею объяснять, мне проще сделать чтоб работало, чем объяснить как оно работает. sm.gif
Изменено пользователем MrGalaxy

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Если Вы собираетесь делать в Резоните, и на плате у Вас нет ничего особенного и экстраординарного, то почему бы Вам не делать плату просто как делает большинство разработчиков?
Руководствуясь, например, этим:
http://rezonit.ru/support/technology/urgent/

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(MrGalaxy @ Jun 16 2017, 10:17) <{POST_SNAPBACK}>
Освобождаются только необходимые участки. Приходилось мириться с некоторой потерей массивности, зато фаза сигнала не гуляла от изделия к изделию. Впрочем, мы опять отвлеклись.


Массивность, фаза... Вот такая разница получается для сигналов с опорным слоем и без него:

[attachment=107596:Capture.PNG]

Ну и чем круче фронты, тем шире спектр сигнала. Плюс вырезы под такими сигналами - получаем антенну - все это летит в эфир. Отличное решение...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(vladec @ Jun 16 2017, 12:09) <{POST_SNAPBACK}>
Если Вы собираетесь делать в Резоните, и на плате у Вас нет ничего особенного и экстраординарного, то почему бы Вам не делать плату просто как делает большинство разработчиков?
Руководствуясь, например, этим:
http://rezonit.ru/support/technology/urgent/

Спасибо за ссылку.
Честно говоря, никогда не интересовался, где наша контора платы делает, так что пока не знаю.
Говорю ж, первый раз многослойную плату будем разрабатывать. Может ещё на стороне придётся разводить.
Но материалы изучу.

Uree
Так как насчёт ёмкости, ответите ли проигнорируете?

ЗЫ. про красивые картинки мне не надо, я за более чем 30 лет работы насмотрелся на спектры. Как правильно вести дорожки знаю. Если Вам интересно для чего фронты надо обострять, могу рассказать в отдельной ветке. По ЭМСу можете книжку Князева почитать, или оригинал в трёх томах.

Здесь же я прошу помощи именно по многослойным платам, в чём их особенности, тонкие места, на что обратить внимание.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация