Quels sont les avantages et les inconvénients d'une épaisseur de PCB plus mince (<1,6 mm ou 0,063 '')?

Quels sont les avantages et les inconvénients d'une épaisseur de PCB plus mince (<1,6 mm)?

Mon approche:

• Meilleur interplan capacitif et meilleur découplage de puissance.
• Meilleur couplage plan de voie.
• Problèmes avec le processus d'assemblage avec des composants lourds
• Problèmes avec la torsion des PCB
• Coût supplémentaire. Pas d'épaisseur standard.

Quand l'utilisez-vous?

Quelles sont les limites techniques pour l'assemblage de PCB minces (ie 0,5 mm)? Je sais que cela dépend de la taille du PCB. Quelqu'un pourrait-il parler de ces limites?

Pour résoudre le problème du signal, il est préférable de se rapprocher de l'avion (il y a une hauteur critique où l'inductance / résistance devient égale, et la diminution de plus augmente l'impédance, mais c'est un sujet complexe, long et mal examiné - voir le livre ci-dessous pour plus de détails )

Selon Henry Ott ( Electromagnetic Compatibility Engineering - un livre vraiment excellent), les principaux objectifs de l'empilement des PCB sont les suivants:

1. A signal layer should always be adjacent to a plane.
2. Signal layers should be tightly coupled (close) to their adjacent planes.
3. Power and ground planes should be closely coupled together.*
4. High-speed signals should be routed on buried layers located between
planes. The planes can then act as shields and contain the radiation from
the high-speed traces.
5. Multiple-ground planes are very advantageous, because they will lower
the ground (reference plane) impedance of the board and reduce the
common-mode radiation.
6. When critical signals are routed on more than one layer, they should be
confined to two layers adjacent to the same plane. As discussed, this
objective has usually been ignored.

Il poursuit en disant que, comme d'habitude tous ces objectifs ne peuvent pas être atteints (en raison du coût des couches supplémentaires, etc.) les deux plus importants sont les deux premiers (notez que l'avantage d'avoir le signal plus proche de l'avion l'emporte sur le inconvénient du couplage puissance / terre inférieur, comme indiqué dans l'objectif 3) La minimisation de la hauteur de trace au-dessus du plan minimise la taille de la boucle de signal, réduisant l'inductance et réduisant également la propagation du courant de retour sur le plan. Le diagramme ci-dessous illustre l'idée:

Problèmes d'assemblage pour les panneaux minces

Je ne suis pas un expert des problèmes d'assemblage liés à une carte aussi mince, donc je ne peux que deviner les problèmes potentiels. Je n'ai jamais travaillé qu'avec des planches> 0,8 mm. J'ai cependant effectué une recherche rapide et trouvé quelques liens qui semblent contredire l'augmentation de la fatigue des joints de soudure considérée ci-dessous dans mon commentaire. Une différence de durée de vie jusqu'à 0,8 mm par rapport à 1,6 mm est mentionnée jusqu'à 2x, mais ce n'est que pour les CSP (Chip Scale Packages), donc comment cela se comparerait à un composant de trou traversant devrait être étudié. En y réfléchissant, cela a un certain sens car si le PCB peut fléchir légèrement lors du mouvement, ce qui génère une force sur le composant, il peut soulager la contrainte sur le joint de soudure. Des sujets tels que la taille du tampon et le gauchissement sont également abordés:

Lien 1 (voir section 2.3.4)
Lien 2 (partie 2 du lien ci-dessus)
Lien 3 (informations similaires aux deux liens ci-dessus)
Lien 4 (discussion sur l'assemblage de PCB de 0,4 mm)

Comme mentionné, quoi que vous découvriez ailleurs, assurez-vous de parler à votre PCB et à vos assembleurs pour voir ce qu'ils pensent, ce dont ils sont capables et ce que vous pouvez faire en termes de conception pour vous assurer que le rendement optimal est atteint.
S'il vous arrive de ne pas trouver de données satisfaisantes, faire fabriquer des prototypes et faire vos propres tests de résistance serait une bonne idée (ou trouver un endroit approprié pour le faire pour vous). En fait, faire cela indépendamment est essentiel à l'OMI.

Un avantage non mentionné jusqu'à présent est que vous pouvez faire des trous plus petits dans une planche plus mince. Il y a un rapport d'aspect maximum (le rapport entre la profondeur de forage et le diamètre de forage) pour une perceuse mécanique (en fait aussi pour une perceuse laser, mais c'est une autre histoire).

Ainsi, une carte plus mince peut avoir des vias plus petits - qui auront une capacité inférieure (toutes choses égales par ailleurs).

Le plus gros problème est la fragilité. En particulier, si vous les exécutez à travers un processus d'assemblage, la machine pick-and-place aura tendance à fléchir la planche lorsqu'elle pousse les composants à leur place et peut provoquer un "rebond" qui peut rendre les composants précédemment placés hors de position. Les planches pourraient également être plus susceptibles de se déformer avec le temps, mais je n'en suis pas sûr.

Et le plus évident: un produit final plus petit! Si vous faites une montre numérique, 1,6 mm est énorme! Lecteurs MP3, appareils électroniques portables, éventuellement appareils photo, téléphones, etc. similaires. À ces tailles de planches, la fragilité n'est pas un problème.

Je vais répondre à vos idées, mais hors service:

• Problèmes avec le processus d'assemblage avec des composants lourds
• Problèmes avec la torsion des PCB

Ce sont certainement des problèmes. Ayant juste fait un design avec une épaisseur de 1 mm, et des dimensions peut-être 3 "x 6", la planche est sensiblement plus flexible qu'une planche de 1,6 mm. Je peux imaginer que cela entraîne des problèmes avec les pièces endommagées au fil du temps, surtout si la carte doit être forcée physiquement (comme dans un connecteur de carte de bord) en utilisation normale.

Mon organisation fabrique également des planches beaucoup plus petites (0,5 "x 1,5") à 1 mm d'épaisseur dans les volumes de production, et il n'y a aucun problème à ces dimensions.

• Meilleur interplan capacitif et meilleur découplage de puissance.
• Meilleur couplage plan de voie.

Pour ces objectifs, une carte multicouche est une meilleure solution. Avec une carte multicouche, vous pouvez réduire la séparation du plan facilement jusqu'à 0,1 mm. Pour les planches à 2 couches, je ne pense pas que vous voudrez descendre en dessous de 0,8 mm, même pour les très petites planches.

• Coût supplémentaire. Pas d'épaisseur standard.

Je ne vois pas cela comme un problème majeur. Les magasins de panneaux stockent de nombreuses épaisseurs de matériaux différentes pour pouvoir construire des panneaux multicouches selon les empilements demandés par leurs clients. Une demande pour une carte à 2 couches avec une épaisseur différente de 1,6 mm pourrait facilement être construite à partir de ce matériau --- mais vérifiez avec votre fournisseur quelles épaisseurs ils ont sous la main, ou peuvent obtenir rapidement, avant de vous engager dans une conception particulière .

Lorsque l'on parle de PCB RF, la ligne de transmission la plus simple est la ligne microruban. Pour une impédance caractéristique Z0 donnée, la largeur de microruban diminue à mesure que l'épaisseur du PCB diminue. Exemple: si f = 1 GHz et le diélectrique a Er = 4,5, pour faire une microruban de 50 ohms, il faudrait que le microruban ait une largeur de 2,97288 mm sur un PCB de 1,6 mm d'épaisseur tandis que les mêmes 50 ohms peuvent être atteints avec un Micropoint de 1 47403 mm de large sur un PCB de 0,8 mm (omis d'autres paramètres).