Apakah selalu mungkin untuk mengurangi jumlah lapisan pada PCB dengan membuat papan lebih besar

Saya melihat bahwa 2 layer PCB sangat murah untuk prototipe. PCB 4 lapis hampir 4x lebih mahal. Saya memiliki desain yang menggunakan DDR3 RAM di mana saya harus mencocokkan panjang jejak. Namun saya juga perlu menekan biaya. Saya mengamati bahwa masuk untuk PCB 2 layer yang lebih besar lebih ekonomis dibandingkan dengan PCB 4 layer. Akankah menurut desain bekerja jika saya menggunakan 2 layer PCB bukan 4, meskipun panjang jejak saya jauh lebih lama?

Mengapa 4 layer PCB jauh lebih mahal dibandingkan dengan 2layer? Dari 2-4 lapisan adalah perbedaan harga yang besar? Saya ingin tahu mengapa ? Sebagian besar desain komersial tampaknya menggunakan 4 lapisan ketika mereka memiliki RAM. Namun mereka mampu menjual dengan harga murah seperti itu. Saya mendapatkan bahwa membuat dalam jumlah besar benar-benar membantu, tetapi berapa biaya PCB sebenarnya turun b? LEts mengatakan dalam jumlah kecil untuk membuat 4 layer PCB adalah 4 $? Berapa harganya bila saya membuatnya dalam jumlah 100?

Ah kengerian mencoba membuat DDR bekerja dalam dua lapisan :) Jawaban panjangnya tentu saja untuk belajar tentang integritas sinyal dan mencoba memahami dengan tepat apa yang Anda lakukan. Saya telah melihat ini dilakukan sebelumnya, dan bahkan melewati EMI tetapi dengan banyak peringatan. Pertama hanya ada satu bagian DDR. Kedua, pengontrol dirancang dengan hati-hati untuk merutekan ke semua sinyal dalam dua baris pertama dari bola yang ditempatkan secara luas sehingga semua sinyal dialihkan tanpa vias pada lapisan atas ke bagian DDR. Kemudian bagian bawah digunakan untuk pesawat GND, meskipun jaraknya 60 mil. Rute dicocokkan, tetapi tetap "sangat" singkat. Akhirnya bagian dijalankan selambat mungkin, pada dasarnya frekuensi minimum yang diizinkan oleh bagian DDR. Oh dan kami punya jam spektrum spread untuk EMI.

Saya akan mengatakan sebagai aturan umum bahwa ini bukan ide yang baik dan Anda harus tetap berpegang pada empat lapisan dan memotong biaya di tempat lain. Jika Anda akan melakukannya, jangan berharap untuk mendekati kecepatan penuh, dan jika Anda mencoba untuk merutekan beberapa bagian seperti DIMM atau clamshell. Saya akan mengatakan itu bahkan tidak pantas untuk dicoba.

Biaya tergantung pada begitu banyak faktor dari mana Anda melakukannya hingga berapa, itu masalah yang jauh lebih kecil pada volume yang sangat tinggi daripada pada volume proto rendah. Sakit kepala yang akan Anda hadapi ketika mencoba men-debug desain dua lapisan hampir pasti tidak pernah sepadan. Meningkatnya waktu untuk memasarkan Anda akan menghadapi mencoba untuk membuatnya bekerja sendiri sepadan dengan biaya 4 lapisan dalam banyak kasus.

Anda menyebutkan volume 100 seperti itu tinggi, tetapi tidak sama sekali setelah Anda mulai bergerak ke dalam ribuan, ratusan ribu ada penurunan harga yang tajam dari beberapa ratus keping. Sama jika Anda pindah dari pantai ke suatu tempat. Sebagai contoh saya bisa memikirkan harga US saya pada 10K unit papan 10 lapisan adalah sekitar $ 50, tetapi lepas pantai saya yang sama adalah $ 25. Harga Anda juga akan tergantung pada seberapa efisien Anda menggunakan panel (rumah pcb Anda membuat papan dalam ukuran lembar standar.) Jika Anda hanya memuat dua per panel dan memiliki banyak limbah, biaya Anda akan naik seperti jika Anda hanya memesan 2 dan sisakan ruang untuk 20 orang di panel. Kebetulan begitulah tempat-tempat yang menyatukan pesanan PCB berfungsi.

Mengapa harganya lebih mahal? Yah itu banyak pekerjaan bijih, melibatkan menggandakan material dan membutuhkan sedikit lebih banyak presisi atau keterampilan. Dua lapisan hanyalah sepotong tembaga FR4 yang dibalut pada kedua sisi, cukup bor beberapa lubang, sungkup, etsa, dan proses pasca. Untuk masker papan empat lapis dan etsa dua lapisan, lalu laminasi dua lapisan terluar di kedua sisi topeng dan etsa lagi dengan sangat hati-hati agar berbaris dengan benar, lalu bor dan posting proses. Itu hanya contoh tetapi intinya adalah proses memiliki lebih banyak langkah, lebih banyak tenaga kerja, lebih banyak material dan lebih banyak biaya.

Mungkin perlu disebutkan bahwa ada chip untuk industri seluler yang mengambil hal-hal seperti LPDDR4 yang dipasang langsung di atasnya untuk solusi all in one. Masih saya ingin papan empat lapisan untuk distribusi daya yang tepat, decoupling, dan routing sinyal lain, tetapi itu adalah sudut interrsting untuk dipertimbangkan.

Ada beberapa alasan di mana Anda memiliki papan multilayer, dan ketika datang ke desain kecepatan tinggi, DDR3 misalnya, ada lebih banyak terjadi daripada hanya koneksi dari pin ke pin.

Pada kecepatan tinggi, fisika di balik listrik, dan magnet menjadi faktor serta persyaratan kecepatan daya. Ini bukan lagi kasus hanya menghubungkan dari titik A ke titik B. Rute yang Anda ambil, akan berpengaruh, jadi pada frekuensi tinggi, Anda mungkin benar-benar kehilangan ruang karena Anda tidak dapat / tidak merutekan sinyal di area ini, atau dekat grup ini sinyal dll. Catu daya lambat, dan tidak bisa mengimbangi permintaan arus di sirkuit digital. Anda dapat memiliki catu daya tepat di sebelah pin, dan chip Anda mungkin masih tidak berfungsi dengan baik, karena sirkuit digital memerlukan arus cepat, dan banyak. Catu daya mungkin memiliki peringkat arus yang tinggi, tetapi catu daya tidak memiliki respons yang cepat. Dan di situlah kapasitor decoupling, kapasitor massal, dan distribusi jaringan daya keseluruhan ikut bermain. Semua hal ini diperlukan untuk kecepatan tinggi, dan beberapa di antaranya tergantung pada lapisan tumpukan. Bukan hanya jumlah lapisan, tetapi apa sebenarnya lapisan itu.

Mengontrol feilds, dan mengurangi efek mereka, EMI , sheilding, antar kapasitansi pesawat, integritas sinyal , integritas kekuasaan dan routing kompleksitas, adalah alasan mengapa Anda memiliki mungkin memiliki papan multilayer vs papan 2 lapisan. Anda bisa MUNGKIN pergi dengan papan 2 lapisan, tetapi Anda harus memodelkan papan sirkuit (parasit) dan tergantung pada apa konten frekuensi tinggi Anda, lihat dan lihat apakah semua persyaratan Anda terpenuhi.

Jadi bisakah Anda mengurangi jumlah layer?

Ya kamu bisa.

Apakah ini akan berhasil?

Iya. Tidak, mungkin. Semua yang di atas.

Coba cari situs ini, untuk beberapa istilah dalam huruf tebal. Mungkin menjawab beberapa pertanyaan, atau membuat beberapa yang baru.

Henry Ott menyarankan lima tujuan terkait EMC yang harus dicapai oleh desain papan. Mereka:

1. Lapisan sinyal harus selalu berdekatan dengan pesawat.
2. Lapisan sinyal harus dekat dengan bidang yang berdekatan.
3. Pesawat listrik dan ground harus digabungkan bersama.
4. Sinyal kecepatan tinggi harus diarahkan pada lapisan yang terkubur yang terletak di antara pesawat. Dengan cara ini pesawat dapat bertindak sebagai perisai dan mengandung radiasi dari jejak berkecepatan tinggi.
5. Beberapa bidang tanah sangat menguntungkan, karena mereka akan menurunkan impedansi ground (bidang referensi) papan dan mengurangi radiasi mode-umum.

Menurut Ott, jumlah lapisan terkecil yang dapat memenuhi semua tujuan ini adalah delapan . Dari atas ke bawah, lapisannya adalah:

1. Bantalan komponen dan sinyal frekuensi rendah
2. Kekuasaan
3. Tanah
4. Sinyal frekuensi tinggi
5. Sinyal frekuensi tinggi
6. Tanah
7. Kekuasaan
8. Sinyal frekuensi rendah dan bantalan uji

Jadi, jika kinerja EMI / EMC maksimum adalah tujuan Anda, membuat papan Anda lebih besar tidak akan membantu. Anda harus memiliki lapisan yang cukup. Bahkan untuk masalah integritas sinyal moderat, bidang tanah padat adalah hal yang baik untuk dimiliki.

Jawaban topologi langsung adalah "tidak".

Ada hal-hal yang dapat Anda lakukan pada papan dua lapisan yang tidak bisa Anda lakukan satu papan satu lapisan, tidak peduli seberapa besar. Titik.