Qu'est-ce qu'une couche d'air dans un PCB?


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Au travail, j'ai hérité d'une conception de PCB multicouches que je dois envoyer pour devis et fabrication éventuelle. Il contient deux couches internes qui sont étiquetées "AIRGAP". À quoi servent ces couches d'entrefer?

The board stackup is as follows:
 1. Top Silkscreen
 2. Top Soldermask
 3. Top Copper
 4. Ground Layer
 5. Ground Layer Airgap
 6. VCC Layer
 7. VCC Layer Airgap
 8. Bottom Copper
 9. Bottom Solder mask

La tension la plus élevée sur la carte est d'environ 40 volts, donc je ne pense pas que ce soit une conception à haute tension.

Serait-ce considéré comme une carte à quatre couches ou plus? Certains des conseils d'administration auxquels nous l'avons envoyé sont également confus.


Je n'ai jamais rencontré cet espace d'air avant. Étudiez votre schéma de circuit et voyez où se trouve cet espace d'air. L'espace d'air pourrait être dans certaines choses à faible fuite comme les picoamps .ou il pourrait tout ce qui a besoin d'une faible capacité. rappelez-vous la constante diélectrique de FR4 .lIl peut également s'agir de quelque chose de Q à faible perte élevée. Rappelez-vous du facteur de dissipation de FR4. vous avez affiché le circuit, puis la raison de l'entrefer pourrait être déterminée
Autistique

Allen, quels artefacts de conception de PCB avez-vous hérités? (Les artefacts peuvent inclure, sans s'y limiter: fichiers Gerber, fichiers de conception dans les formats natifs du logiciel EDA, échantillons physiques du PCB, concepteurs originaux vivants.)
Nick Alexeev

@NickAlexeev Les artefacts incluent le schéma, la nomenclature et Gerbers - mais pas les fichiers de conception natifs. Les deux couches "air gap" sont chacune des fichiers Gerber distincts.
Allen Moore

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Les couches de gerber à entrefer contiennent-elles du cuivre? À quoi se connecte-t-il? Sont leurs vias? Je n'ai pas non plus rencontré ce terme.
mkeith

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Je m'attendrais à ce que les couches d'entrefer montrent des zones qui seront fraisées hors de la carte. Pouvez-vous regarder ces couches, et les couches connues de cuivre et de sérigraphie, pour voir s'il y a des pistes ou des composants dans les zones marquées par des pistes sur les couches d'entrefer? Pouvez-vous obtenir un tableau que ces Gerbers représentent?
Peter Bennett

Réponses:


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Comme l'a dit Peter Bennett, la couche d'entrefer est probablement un Gerber contenant des zones à fraiser hors des couches, éventuellement le préimprégné supérieur et inférieur, laissant le noyau intact. Puisqu'il n'y a que 4 couches de cuivre, cela laisserait probablement des cavités ouvertes en haut et en bas avec du cuivre potentiellement exposé sur les couches de puissance / masse.

Cela pourrait être utilisé pour enfoncer des composants dans le PCB.

Dans certains cas, les composants sont complètement intégrés dans le PCB.

Je crois que ce processus aurait généralement (dans ce cas) le noyau exécuté à travers une machine pick and place, soudé, nettoyé puis laminé et les trous plaqués avec le préimprégné supérieur et inférieur.

Voici un exemple de cumul avec des composants complètement intégrés d' Altium :

entrez la description de l'image ici


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Un entrefer est une distance physique inférieure à la conductivité entre deux sections d'un circuit électronique. Il est destiné à appliquer une section non conductrice entre deux points en utilisant un matériau non conducteur (dans des circonstances normales). Cet entrefer est choisi en fonction de la tension de travail typique du circuit. Un entrefer de tension secteur sera plus petit qu'un entrefer pour des circuits de 1k volt ou plus, par exemple. L'espacement entre deux trajets multi-killivolt sera beaucoup plus grand que l'espacement entre deux trajets de tension secteur nus.

L'entrefer typique est calculé en fonction de la conductivité de l'atmosphère (un mélange de divers gaz). De l'atmosphère conduirait à cette tension à une distance donnée, l'entrefer n'est pas suffisant.


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Un entrefer est pour la ligne de fuite un dégagement pour les hautes tensions pour répondre aux réglementations. Je parie que les concepteurs ont une profondeur différente sur le PCB pour la trace de fraisage et qu'ils utilisent cette distance dans la pile pour obtenir une profondeur personnalisée. C'est probablement ainsi que la profondeur apparaîtra dans la conception 3D ou pour la fabrication, et une piste de fraisage pourrait être créée avec une profondeur personnalisée dans le PCB.

Donc, si la conception est pour une alimentation ou quelque chose avec un fluage et un dégagement, c'est ce que c'est. S'il s'agit en fait d'une couche d'entrefer, je serais choqué.

Edit: Un autre endroit où j'ai vu des entrefers (ce qui est probablement le cas) est dans les PCB flexibles plats rigides qui ont des couches internes en kapton et des couches externes FR4. L'entrefer est de favoriser la flexibilité si vous avez plus de 2 couches internes kapton comme indiqué dans l'empilement de 8 couches.

entrez la description de l'image ici


La conception est pour une carte de commande industrielle avec un microcontrôleur qui commute diverses charges CC.
Allen Moore

Quelle est la tension la plus élevée sur la carte?
Voltage Spike

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Comme la question posée, j'ai regardé dans WikiPedia et trouvé cette déclaration sur AIR GAP :

En isolant les fils de cuivre dans une puce avec des trous de vide, la capacité peut être minimisée, ce qui permet aux puces de fonctionner plus rapidement ou de consommer moins d'énergie. Un vide est considéré comme l'isolant ultime de ce que l'on appelle la capacité de câblage, qui se produit lorsque deux fils adjacents sur une puce tirent de l'énergie électrique l'un de l'autre, générant une chaleur indésirable et ralentissant la vitesse à laquelle les données peuvent se déplacer à travers une puce. IBM estime que cette technologie à elle seule peut entraîner des vitesses 35% plus élevées dans le flux de courant ou 15% de consommation d'énergie en moins.

Voici également la technologie de fabrication d'IBM sur les lacunes d'air de WikiPedia:

Les chercheurs d'IBM ont trouvé un moyen de fabriquer ces "airgaps" à grande échelle, en utilisant les propriétés d'auto-assemblage de certains polymères, puis de les combiner avec des techniques de fabrication CMOS régulières, économisant d'énormes ressources car ils n'ont pas à réoutiller le la procédure Complete. Lors de la fabrication des puces, la plaquette entière est préparée avec un matériau polymère qui, une fois retiré à un stade ultérieur, laisse des milliards de trous, de seulement 20 nanomètres de diamètre, régulièrement espacés. Même si le nom suggère que les trous sont remplis d'air, ils ne sont en fait remplis de rien, du vide. IBM a déjà fait la preuve de cette technique dans ses laboratoires et est déjà déployé dans son usine de fabrication à East Fishkill, New York, où ils ont fabriqué des prototypes de processeurs POWER6 utilisant cette technologie. Un déploiement à grande échelle est prévu pour IBM '

Comme un espace de réflexion après coup pourrait faire référence à un espace d'étincelle lorsque le circuit inverse le courant lorsqu'il est touché, achetez une surtension comme un éclairage ou une surcharge de votre appareil.


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Et rien de tout cela n'a de relation avec un PCB , c'est ce qui est demandé.
pipe

Airgap a été développé dans le cadre d'une collaboration entre le centre de recherche Almaden d'IBM et le centre de recherche TJ Watson, et l'université d'Albany, New York.
William Laurence Clarkson

oui, il connaît votre histoire de fabrication
William Laurence Clarkson

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La dernière fois que j'ai vérifié que nous n'utilisions pas de processus CMOS pour fabriquer des PCB, c'est une chose réglementaire. Oui, il existe plusieurs définitions. S'il vous plaît lire la qeustion
Voltage Spike
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