¿Qué es una capa de espacio de aire en una PCB?

En el trabajo heredé un diseño de PCB multicapa que necesito enviar para cotización y eventual fabricación. Contiene dos capas internas que están etiquetadas como "AIRGAP". ¿Cuál es el propósito de estas capas de espacio de aire?

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

El voltaje más alto en el tablero es de aproximadamente 40 voltios, por lo que no creo que sea un diseño de alto voltaje.

¿Se consideraría esto un tablero de cuatro capas o más? Algunas de las casas de juntas a las que lo hemos enviado también están confundidas.

Como dijo Peter Bennett, la capa de espacio de aire es probablemente un Gerber que contiene áreas para ser extraídas de las capas, posiblemente el preimpregnado superior e inferior, dejando el núcleo intacto. Como solo hay 4 capas de cobre, esto probablemente dejaría cavidades abiertas en la parte superior e inferior con cobre potencialmente expuesto en las capas de potencia / tierra.

Esto podría usarse para empotrar componentes en la PCB.

En algunos casos, los componentes están completamente integrados en la PCB.

Creo que este proceso normalmente haría que el núcleo (en este caso) se ejecutara a través de una máquina de selección y colocación, soldado, limpiado y luego laminado y los agujeros chapados con el preimpregnado superior e inferior.

Aquí hay un ejemplo de un stackup con componentes completamente integrados de Altium :

Un espacio de aire es una distancia física menos que conductiva entre dos secciones de un circuito electrónico. Está destinado a imponer una sección no conductora entre dos puntos utilizando material no conductor (en circunstancias normales). Este entrehierro se elige en función del voltaje de funcionamiento típico del circuito. Un entrehierro de voltaje de red será más pequeño que un entrehierro para circuitos de 1k voltios o más, por ejemplo. La separación entre dos rutas de múltiples killivolts será mucho mayor que la separación entre dos rutas de tensión de red desnudas.

El espacio de aire típico se calcula en función de la conductividad de la atmósfera (una mezcla de varios gases). De la atmósfera se conduciría a ese voltaje a una distancia dada, el entrehierro no es suficiente.

Un espacio de aire para la fuga es un espacio libre para altos voltajes para cumplir con la normativa. Apuesto a que los diseñadores tienen una profundidad diferente en la PCB para el trazado de fresado y utilizan esa distancia en la pila para lograr una profundidad personalizada. Esto es probablemente para que la profundidad se muestre en el diseño 3D o para la fabricación, y se podría crear una pista de fresado con una profundidad personalizada en la PCB.

Entonces, si el diseño es para una fuente de alimentación o algo con poca edad y espacio libre, entonces eso es lo que es. Si en realidad es una capa de espacio de aire, me sorprendería.

Editar: Otro lugar en el que he visto espacios de aire (que probablemente sea este) es en PCB rígidos planos flexibles que tienen capas internas kapton y capas externas FR4. El espacio de aire es para promover la flexibilidad si tiene más de 2 capas internas de kapton como se muestra en la pila de 8 capas.

Cuando se hizo la pregunta, busqué en WikiPedia y encontré esta declaración en AIR GAP :

Al aislar los cables de cobre dentro de un chip con orificios de vacío, se puede minimizar la capacitancia permitiendo que los chips trabajen más rápido o consuman menos energía. Se cree que un vacío es el mejor aislante para lo que se conoce como capacitancia de cableado, que ocurre cuando dos cables adyacentes en un chip extraen energía eléctrica entre sí, generando calor indeseable y disminuyendo la velocidad a la que los datos pueden moverse a través de un chip. IBM estima que esta tecnología por sí sola puede conducir a un 35% más de velocidad en el flujo de corriente o un 15% menos de consumo de energía.

Aquí también está la tecnología de fabricación de IBM en los espacios de aire de WikiPedia:

Los investigadores de IBM han descubierto una forma de fabricar estos "espacios de aire" a gran escala, utilizando las propiedades de autoensamblaje de ciertos polímeros, y luego combinar esto con técnicas de fabricación CMOS regulares, ahorrando enormes recursos ya que no tienen que reorganizar el proceso completo. Al hacer los chips, toda la oblea se prepara con un material polimérico que, cuando se retira en una etapa posterior, deja trillones de agujeros, de solo 20 nanómetros de diámetro, espaciados uniformemente. Aunque el nombre sugiere que los agujeros están llenos de aire, de hecho están llenos de nada, vacío. IBM ya ha probado esta técnica en sus laboratorios, y ya está implementada en su planta de fabricación en East Fishkill, Nueva York, donde han fabricado prototipos de procesadores POWER6 utilizando esta tecnología. El despliegue a escala completa está programado para IBM '

Como un pensamiento posterior, el espacio de aire podría referirse al espacio de chispa para cuando el circuito invierte la corriente cuando se golpea, compre una oleada de energía como una iluminación o sobrecargando su dispositivo.