Jump to content

    

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?

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?

Share this post


Link to post
Share on other sites
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)

 

 

image.png

 

 

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by MrGalaxy

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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 :).

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 :)

Edited by hsoft

Share this post


Link to post
Share on other sites
... 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:

 

Ставьте 35мкм и забудьте. 5Вт Вы спокойно отведете на 35мкм.
Будь моя воля, я бы и двухсторонние платы использовал с 200-микронной фольгой. :blush: Не только из-за теплоотвода (хотя иногда и это бывает нужно), в основном для "массивности" земли, наводок меньше, жить спокойнее.

 

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...

 

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.

 

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. :)

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.

 

 

 

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.

Edited by MrGalaxy

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?

Share this post


Link to post
Share on other sites

:bb-offtopic:

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. :) 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.

 

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: Если это действительно так, спасибо, не знал, буду учитывать в дальнейшем.

 

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.
Edited by MrGalaxy

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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:

 

 

 

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. :)

Edited by MrGalaxy

Share this post


Link to post
Share on other sites

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/

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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:

 

post-4480-1497603976_thumb.png

 

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this