4-Lagen PCB Altium - 2. Lage Masse, andere Thermisch

Ich habe lange gelesen, aber noch nie ein Konto gehabt, jetzt bin ich an der Reihe, hier eine Frage zu stellen:

Ich habe eine Idee, bin mir aber derzeit nicht sicher, ob das technisch funktioniert oder ob es sich um gutes Design handelt:

1. (Oberste Schicht): SMD-Geräte + Routing

2. Schicht: Masseebene (nur Masse)

3. Schicht: Thermische Ebene

4. Schicht: Thermal Plane + THD-Verbindungen.

Also sind alle meine Geräte SMD, abgesehen von ein paar Anschlüssen, die THD sind.

Die 3. und 4. Schicht sind nur Kupferebenen, die mit einer Wärme-/Kältequelle verbunden sind, um die Temperatur der gesamten Leiterplatte zu regulieren. Offensichtlich brauche ich Durchkontaktierungen, die nur von der 1. Schicht zur 2. (auf Masse) gehen. Ist das vielleicht zu teuer in der Herstellung?

Ich mache mir nur Sorgen um meine Anschlüsse: Die Pins sind unten angelötet. Normalerweise sind THD wie Vias, also hat es auch eine Verbindung auf der obersten Schicht. Die ich dann mit einer lokalen Masseebene verbinden kann, die mit Durchkontaktierungen bis zur 2. Schicht reicht.

Ist das richtig?

Die maximale Frequenz beträgt etwa 90 MHz.

Was ist Ihre persönliche Vorstellung davon, was THD bedeutet?
@pipe Ich nehme in diesem Zusammenhang an, dass es sich um ein "Durchgangsgerät" handelt. So oder so, wonach das OP fragt, scheinen die Kosten für blinde Durchkontaktierungen zu sein, aber ich denke, das OP vermisst den Punkt, dass eine Durchkontaktierung (genauer gesagt normalerweise) durch eine Schicht gehen kann, ohne sie zu verbinden.
Hallo. Zwei Kommentare. Erstens, wie kann die 3. Schicht eine "thermische" Schicht sein? Es wird eine weitere Schicht darüber haben, also wird es keine sehr effektive thermische Schicht sein. Zweitens sind Ihre 90 MHz. Ist das die Systemuhr? Wenn dies der Fall ist, sind Ihre tatsächlichen Häufigkeiten der Besorgnis VIEL höher. Eine 90-MHz-Rechteckwelle hat einen signifikanten Frequenzinhalt bis in den Gigahertzbereich. Sie müssen IMO Hochgeschwindigkeits-Routing-Konzepte berücksichtigen. Habt ihr damit Erfahrung????
Nun, die Idee war, dass die 3. und 4. Schicht mit einer Kupferebene gefüllt sind, die mit einer Wärme-/Kältequelle verbunden ist. Es ist eigentlich eine 90-MHz-Sinuswelle
Gibt es einen Grund, warum die thermischen Ebenen nicht elektrisch geerdet werden können? Oder zumindest einer von ihnen, wenn Sie sie thermisch voneinander isoliert halten möchten.
@ThePhoton: Ich dachte nur, wenn meine Wärme- / Kältequelle etwas Rauschen verursachen würde, wäre meine gesamte Grundebene schlecht. Sie denken also, es wäre besser, einfach zwei Schichten zu verwenden und meine Grundebene mit der Wärme-/Kältequelle zu verbinden?
Was ist Ihre "Wärme-/Kältequelle"? Die gebräuchlichsten, die ich kenne, wie TECs, sind nicht elektrisch mit den Stellen der thermischen Quelle / Senke verbunden.

Antworten (1)

Offensichtlich brauche ich Durchkontaktierungen, die nur von der 1. Schicht zur 2. (zur Masse) gehen. Ist das vielleicht zu teuer in der Herstellung?

Dies wird als "Blind-Via" bezeichnet und sie sind teurer als normale Vias, normalerweise benötigen Sie sie jedoch nicht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(Dies scheint ein 6-Lagen-Board zu sein, aber stellen Sie sich vor, es sind 4)

Im Bild oben haben Sie eine "4"-Layer-Platine. Das blinde Via verbindet Layer 1 mit Layer 2, geht aber nicht zu Layer 3 oder 4. Aber schauen Sie sich das "Through Via" an, es verbindet Layer 1 und Layer 4, aber nicht 2 oder 3. Dies endet mit der Suche wie ein kleines Loch in den inneren Schichten, die nicht miteinander verbunden sind. Ihre Board-Design-Software berücksichtigt dies, wenn Sie ein Via hinzufügen und etwas Kupfer um die Schichten herum entfernen, mit denen es nicht verbunden ist.

Ich mache mir nur Sorgen um meine Anschlüsse: Die Pins sind unten angelötet. Normalerweise sind THD wie Vias, also hat es auch eine Verbindung auf der obersten Schicht. Die ich dann mit einer lokalen Masseebene verbinden kann, die mit Durchkontaktierungen bis zur 2. Schicht reicht. Ist das richtig ?

THD sind so etwas wie Vias, ohne interne Ebenenverbindungen (normalerweise, manchmal tun sie das). Sie können diese sicher löten, ohne Ihre internen Ebenen kurzzuschließen. Sie müssen sich keine Gedanken über "lokale Masseebenen" machen, wenn das Durchgangsloch mit einem Netz mit demselben Namen wie die interne Schicht verbunden ist, wie z. B. GND, wird es intern verbunden.

Danke Ron! Es macht also bei hohen Frequenzen (zB 90 MHz) keine Probleme, dass das Ende des "Through Via" "offen" bleibt? Außerdem sehe ich in 2-Lagen-Leiterplatten, dass FR4 als Dielektrikum vorhanden ist. Wenn ich 4 Layer in Altium konfiguriere, kann ich FR4 nicht zwischen Layer 1 (Signale) und Layer 2 (Ground) auswählen. Warum ist das so und ist das schlimm? Wegen eines anderen Dielektrikums ?
Das Dielektrikum, das Sie verwenden, vereinbaren Sie mit Ihrem Hersteller. Es spielt in Altium keine Rolle, was es sagt (es sei denn, Sie verwenden Altium, um Übertragungsleitungsbreiten oder ähnliches zu simulieren). In einem 4-Lagen-Stapel mit FR4 haben Sie normalerweise einen FR4-Kern in der Mitte und zwei FR4-Prepregs an der Außenseite (Prepreg enthält ungehärtetes Harz und wird gehärtet, wenn die verschiedenen Schichten zusammengepresst werden).
Bei diesen Geschwindigkeiten sollten Sie keine Probleme haben. Ich vermute, dass nicht alle Spuren bei 90 MHz liegen, also müssen Sie Ihre Hochgeschwindigkeitsspuren optimieren. Ich bin mit Altium nicht sehr vertraut, aber normalerweise können Sie keine unterschiedlichen Dialektiken zwischen den Schichten auswählen. Dies müsste ein benutzerdefinierter Stapel sein, den Sie mit dem Board House aushandeln würden, das dies gerne für $$$ tun würde .
Aber die FR4-Prepregs erfüllen die gleiche Aufgabe wie der FR4-Kern, richtig? Was ist mit: 1. Schicht: Signale / 2.&3. Layer: Thermal/ 4. Layer Ground./ Ich denke, dass für den Fall, dass meine Thermalplanes etwas Rauschen haben würden, meine Groundplane meine Signale nicht abschirmen könnte, richtig? Und auch der Sinn meiner Grundebene würde in diesem Design aufgehoben?
Es hängt davon ab, um welche Signale es sich handelt, insbesondere wenn Sie differentielle Spuren haben, möchten Sie so gut wie möglich versuchen, sie oben mit einer Grundebene darunter zu führen. Wirklich, Sie geraten hier in eine völlig neue Frage und Sie sollten eine neue Frage stellen, anstatt Ihr Design in Kommentaren zu zerschlagen.
Danke Ron, das hat meine Frage beantwortet. Es ist besser, die Grundebene unter den Signalen zu haben und nicht hinter den thermischen Ebenen. Lass es dir gut gehen!
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