¿Qué es bueno para una PCB de 8 capas que una PCB de 4 capas no puede hacer?

Answer 1

En los diseños más sofisticados, necesita extender una señal de reloj con muy poca inclinación entre las rutas, lo que significa que las rutas más cortas deben ir por medios ondulados o indirectos, puede ver esto en cualquier placa base de PC. También deben presentarse como tiras, lo que significa planos de tierra cuidadosamente espaciados en uno o más lados. Hacer eso a menudo significa poner los relojes de mayor velocidad en su propia capa.

A menudo, también necesita separar las señales analógicas, como las que van a los auriculares y los micrófonos, de la potencia ruidosa y las señales digitales, por lo que necesita algunos buenos planos aislados para ellos.

Luego, con los viejos buses de memoria de 64 y 128 bits de ancho de antaño, necesitabas mucho espacio abierto y gratuito para ir entre el chip de la CPU y los zócalos de memoria SIMM, eso es mucho más fácil de hacer si tienes una capa dedicada a ese.

Me sorprende el hecho de que puedan hacer tantas capas de forma rutinaria.

Incluso hay casos salvajes de viejas supercomputadoras como los Crays y los CDC y ETA, donde el costo no era un problema, ¡rutinariamente colocaban tableros de 52 capas! Eso fue solo Cray-Cray, como en crazy-crazy.

Answer 2

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Necesitas más capas:
1) Para enviar señales a componentes de alta densidad. eso describe casi cualquier cosa con SoC / uP.
La mayoría de estos son BGA (o similares) con cientos (más de mil) “pines” en una cuadrícula, con un espacio muy reducido (0.8 mm o menos), por lo que hacer que los trazadores lleguen a esas bolas en el medio de la cuadrícula es muy difícil y requiere muchas capas para colocar todos los cables en ese pequeño espacio

2) Para enrutar señales que deben coincidir: por ejemplo, uP a RAM (DDR3 es aterrador rápido: la coincidencia de longitud de rastreo es esencial y difícil)

3) Porque está presionando mucho: muchos productos deben ser pequeños para que no pueda desperdiciar el área de la PCB con interconexiones y enrutamiento

4) Hacer menos ruido, por ejemplo, separar las señales digitales de las señales analógicas
O puede que desee diferentes planos de potencia y planos de tierra para diferentes voltajes o separando lo analógico y lo digital

5) Más sobre analógico, especialmente con RF, necesita aislamiento, control de impedancia en las trazas, por lo que WiFi o celular requerirán capas adicionales

Cuatro capas es muy baja para un sistema complejo: a menudo estaría satisfecho con 8 y 12 no es infrecuente

De improviso, creo que lo más que encontré fue una placa de circuito impreso de 24 capas, que era una placa de desarrollo multiprocesador realmente complicada con una densidad increíble. Era un DVK, por lo que el costo unitario era menos importante que la velocidad de desarrollo: podría haberse optimizado, pero el tiempo de comercialización fue más crítico que la optimización del enrutamiento.

Pero la mayoría de las cosas en las que trabajé fueron 12 o más

Answer 3

desea agregar más capas en las siguientes circunstancias:

• Múltiples planos de tierra y potencia (por ejemplo, un análogo + 15V y -15V) y posiblemente un plano de tierra analógico diferente del plano de tierra digital para evitar el acoplamiento de ruido
• Planos para proteger señales de otras señales en capas adyacentes
• Mayor densidad de trazas impulsadas por una mayor densidad y menor tamaño de los componentes del circuito, especialmente circuitos integrados con empaques de plomo muy densos como QFP y BGA. Los BGA en particular tienen un empaque de cables de muy alta densidad y con un conjunto dado de reglas de diseño solo puede ejecutar tantos rastros entre cada pin en una capa.
• Una gran cantidad de rutas tienen buses muy laterales (32 y 64 bits que requieren una gran cantidad de área) pueden reducir el área al apilar en varias capas
• Las trazas aleatorias que cruzan de un lado a otro necesitan capas alternativas para “saltar” sobre las señales que van en ángulo recto usando vias (pasadas).
• Algunos trazos que llevan señales de muy alta velocidad requieren una geometría controlada para funcionar bien: espaciado, ancho, distancia de separación de otros circuitos, coincidencia de longitud, distancia de capa desde un plano de tierra, etc., por lo que agregar capas es a veces la mejor manera de controlarlos.

Por cierto, generalmente los tableros se hacen fácilmente en múltiplos de dos, por ejemplo, 2, 4, 6, 8, 10, etc. capas. No es necesario ir a 8 de 4 cuando 6 lo harán.

Answer 4

Detalles adicionales sobre la pregunta, que ahora se encuentra en un comentario: si las capas intermedias están conectadas a tierra y son positivas, aún puede tener circuitos en las capas “superior” e “inferior” de la PCB. Entonces, ¿por qué alguien querría 8? ¿Permite un empaquetamiento aún más estricto de los circuitos individuales, particularmente los circuitos integrados con muchos cables?

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Si se junta una PCB de 4 capas con el siguiente apilamiento (solo diseñado, no fabricado / ensamblado / probado), puede haber algunas razones para optar por un apilamiento de 8 capas:

• No se puede encontrar espacio para enrutar las trazas de la capa superior / inferior debido a los dispositivos.
• Señales de alta frecuencia a bordo.
• Incapaz de alcanzar la impedancia característica requerida para trazas.

Por estas razones, se puede usar una PCB de 8 capas de la siguiente manera en lugar de la PCB de 4 capas:

Answer 5

Cuando necesita 8 capas para enrutar señales, necesita una placa de 8 capas. Por lo general, esto es cuando tiene muchas trazas en un área limitada que necesitan longitudes de traza coincidentes.