Výroba 12vrstvých desek plošných spojů: stohování, možnosti a náklady

Společnost Highleap Electronics vyrábí 12vrstvé desky plošných spojů (PCB) od prototypových šarží až po sériovou výrobu na stejné pevné lince, která vyrábí desky až s 60 vrstvami. Inženýři obvykle přecházejí na 12 vrstev, když 10vrstvému ​​stohu dojde prostor pro směrování nebo referenční roviny pro vysokorychlostní sběrnice, husté BGA nebo oddělené napájecí domény. Dvanáct vrstev tento prostor přidává a zároveň zachovává standardní konstrukci s průchozími otvory, což je často jednodušší než vnucovat stejný návrh do menšího počtu vrstev s vrstvenými mikrootvory.

Tato stránka se zabývá nejčastěji vyráběnými sadami plošných spojů, našimi publikovanými výrobními možnostmi, výběrem materiálů, ovládacími prvky, které jsou důležité pro tento počet vrstev, a tím, co ovlivňuje cenu. Pokud se stále rozhodujete, zda váš produkt potřebuje dvanáct vrstev, podívejte se, kde se používají 12vrstvé desky . Stručné odpovědi na běžné otázky kupujících jsou shromážděny v sekci Často kladené otázky k 12vrstvým deskám plošných spojů.

Možnosti vrstvení 12 vrstev desek plošných spojů o tloušťce 1.6 mm a více

Většina dvanáctivrstvých desek plošných spojů používá jedno ze dvou uspořádání: šest signálových vrstev se šesti rovinami nebo osm signálových vrstev se čtyřmi rovinami. Tato volba vynakládá úsilí na zvýhodnění integrity signálu oproti prostoru pro směrování a měla by být opravena před zahájením návrhu, protože nastavuje každý výpočet impedance na desce.

Šestirovinná verze poskytuje každé signálové vrstvě sousedící referenční rovinu, což usnadňuje sledování impedance a zkracuje zpětné cesty. Je vhodná pro desky s mnoha vysokorychlostními rozhraními. Čtyřrovinná verze přidává dvě směrovací vrstvy párováním signálových vrstev mezi rovinami. Ortogonální směrování může snížit vazbu na šířku, ale stále je nutné dostatečné dielektrické oddělení, referenční roviny a simulace kanálů. Toto jsou ilustrativní přiřazení funkcí vrstev, nikoli uvolněné výrobní sestavy. Tloušťky dielektrika, hmotnosti mědi a rozložení mědi musí být vyváženy kolem střední roviny; samotné označení nestanoví mechanickou symetrii. Příklad s osmi signály zahrnuje po sobě jdoucí signálové vrstvy, které vyžadují pečlivé rozestupy referenčních rovin a analýzu přeslechů.

Obecná pravidla pro tyto volby naleznete v našem průvodci návrhem spojování desek plošných spojů . Pokud porovnáváte počet vrstev, 10vrstvé uspořádání spojování a naše stránka o 16vrstvých deskách ukazují, co se mění o krok dolů a nahoru.

Kolik signálových vrstev má 12vrstvá deska plošných spojů?

Obvykle šest nebo osm. Šest signálových vrstev se šesti rovinami je bezpečnější volbou pro integritu signálu. Osm signálových vrstev se čtyřmi rovinami poskytuje větší plochu pro směrování, ale mezi každou dvojici rovin umisťuje dvě signálové vrstvy. Návrh s deseti signálovými vrstvami a pouze dvěma rovinami je na papíře možný, ale zřídka splňuje cíle impedance nebo EMI a obvykle znamená, že deska by měla přejít na vyšší počet vrstev.

Je 12vrstvá deska plošných spojů vždy tlustá 1.6 mm?

Nejběžnější konečnou tloušťkou je 1.6 mm, protože se hodí pro standardní konektory a vodítka karet, ale 12vrstvé desky se vyrábějí také v tloušťkách 2.0 mm, 2.4 mm nebo silnějších, pokud nesou těžké měděné nebo lisované konektory. Rozsah 0.2 až 8 mm na naší stránce s informacemi o vlastnostech pokrývá celé portfolio pevných desek plošných spojů; nejedná se o zaručený rozsah tloušťky pro 12vrstvou konstrukci. Silnější deska zvyšuje poměr stran nejmenšího průchozího otvoru, proto je třeba velikost vrtáku a tloušťku kontrolovat společně.

Možnost výroby 12vrstvých desek plošných spojů

Dvanáct vrstev se dobře hodí do naší řady pevných desek plošných spojů, která je dimenzována na 60 vrstev. Níže uvedené hodnoty jsou převzaty z našich publikovaných možností pevných desek plošných spojů. Jedná se o procesní limity, takže by se jedna deska, která jich několik kombinuje, měla před nabídkou zkontrolovat.

Na 12vrstvé desce se limity vzájemně ovlivňují. Při použití průměru vrtaného otvoru je 1.6 / 0.15 přibližně 10.7:1, zatímco 3.2 / 0.15 je přibližně 21.3:1 a překračuje publikovaný limit 20:1. Ani minimální poměr vrtání, ani maximální poměr by se neměly považovat za proveditelné společně bez kontroly pokovování. Jemné stopy a mezery se snáze udržují na tenké vnitřní vrstvě mědi než na těžké mědi. Úplný seznam tolerancí je uveden v naší tabulce možností pevných desek plošných spojů.

Může 12vrstvá deska používat slepé a zapuštěné průchody?

Ano. Slepé průchodky spojují vnější vrstvu s vnitřními vrstvami, zapuštěné průchodky spojují pouze vnitřní vrstvy a laserové mikroprochodky sahají až do 0.075 mm. Požadovaná sekvence laminace a vrtání závisí na architektuře průchodky; několik úseků může sdílet jednu fázi procesu. Sekvenční sestavení může zvýšit náklady a dodací lhůtu. Mnoho 12vrstvých návrhů se táhne jako prostý průchozí otvor. Slepé a zapuštěné průchodky použijte , pokud to BGA rozbočovač nebo oblast desky desky skutečně vyžaduje.

Materiály pro 12vrstvé desky plošných spojů

Výběr materiálu pro 12vrstvou desku závisí na dvou věcech: teple, kterému deska čelí během laminace a bezolovnaté montáže, a ztrátě signálu, kterou vaše nejrychlejší rozhraní snesou. Laminace tvoří velkou část ceny desky, takže se vyplatí vybrat materiál na základě těchto dvou požadavků, než se rozhodnout pro nejdražší.

• Vysoká Tg FR-4 je obvyklým výchozím bodem pro 12vrstvé desky. Pro spolehlivost reflow vyhodnoťte Tg společně s CTE osy Z, teplotou rozkladu (Td), dobou do delaminace, odolností vůči vlhkosti a profilem montáže; Tg samo o sobě nezaručuje spolehlivost pokovených otvorů. Viz naše poznámky k lamináty s vysokým Tg.
• Nízkoztrátové a velmi nízkoztrátové lamináty používají se, když by dlouhé vysokorychlostní kanály ztratily příliš mnoho signálu na standardním FR-4. Možnosti a kompromisy jsou popsány v materiály pro desky plošných spojů s vysokým počtem vrstev.
• Hybridní stackupy Na vrstvy, které to potřebují, umístíme RF laminát a na ostatní vrstvy FR-4, což snižuje náklady na desky se smíšeným signálem. Vyrábíme Hybridní stacky Rogers a FR-4 když si to design žádá.

Jaký Tg by měla používat 12vrstvá deska plošných spojů?

Běžným výchozím bodem je bezolovnatý typ FR-4 s vysokým Tg, ale samotný počet vrstev nestanoví požadovanou hodnotu Tg. Zkontrolujte Tg, Td, CTE v ose Z a výkon při delaminaci v závislosti na tloušťce desky, a to pomocí geometrie, cyklů přetavování a provozní teploty. Při žádosti o složení uveďte profil montáže a přepracování.

Jak řídíme registraci, impedanci a spolehlivost Via na 12 vrstvách

Většina vad 12 vrstev pochází ze tří zdrojů: špatně zarovnané vnitřní vrstvy, impedanční drift a slabé pokovené otvory. Naše procesní kontroly se zaměřují na každý z těchto faktorů.

Cena 12vrstvých desek plošných spojů: Co ovlivňuje cenu

Cena 12vrstvé desky plošných spojů (PCB) závisí spíše na způsobu její konstrukce než na počtu vrstev. Dvě 12vrstvé desky stejné velikosti se mohou v ceně několikanásobně lišit v závislosti na požadavcích výkresu.

• Cykly laminace: Průchozí otvor se provede jednou. Architektury slepých a zakopaných průchozích otvorů mohou vyžadovat další fáze procesu; počet cyklů závisí na celé sekvenci sestavení, nikoli pouze na počtu rozpětí průchozích otvorů.
• Materiál: Nízkoztrátové a RF lamináty stojí mnohem více než FR-4 s vysokým Tg a hybridní vrstvení tyto náklady omezuje pro vrstvy, které je potřebují.
• Vlastnosti vrtáků a průchodů: Malé vrtáky, vysoké poměry stran, zpětné vrtání a vyplněné nebo zakryté otvory v podložce přidávají další kroky procesu.
• Impedance a rozsah měření: Mnoho struktur s řízenou impedancí znamená větší nároky na návrh a měření kupónů.
• Povrchová úprava, použití panelů a množství: ENEPIG a tvrdé zlato stojí více než ENIG. Cena za jednotku se určuje podle toho, jak dobře obrys vyplní výrobní panel, a podle objednaného množství.

Je 12vrstvá deska plošných spojů mnohem dražší než 10vrstvá?

Obvykle ne o moc, pokud se jedná o desky s průchozími otvory. Přechod z 10 na 12 vrstev přidává vzorovanou měď a dielektrické zpracování; uspořádání jádra, vrtání a laminace závisí na konstrukci. Velké nárůsty cen plynou z postupné laminace a speciálních materiálů. Deska s 12 vrstvami s průchozími otvory proto může stát méně než deska s 10 vrstvami, která potřebuje slepé otvory pro stejné trasování.

Co poslat pro cenovou nabídku na 12vrstvou desku plošných spojů

Kompletní datový balíček podporuje rychlé vypracování cenové nabídky a snižuje počet kol upřesňování. Highleap inzeruje dvouhodinovou službu vypracování cenové nabídky; složité souvrství, speciální materiály nebo neúplná data mohou vyžadovat dodatečné technické posouzení před potvrzením ceny a dodání. Chybějící položky, nejčastěji impedanční tabulka nebo souvrství, jsou obvyklou příčinou zpožděné cenové nabídky.

• Údaje o výrobě: Gerber nebo ODB++, soubory pro vrtání s tabulkou struktury via a obrys desky.
• Skládání: váš výkres skládaného materiálu nebo konečnou tloušťku a pořadí vrstev, abychom vám mohli navrhnout odpovídající řešení.
• Tabulka impedance: cílové hodnoty, tolerance, šířka stopy a referenční vrstvy pro každou řízenou strukturu.
• Materiál a povrchová úprava: laminát nebo požadovaná třída Tg a ztrát, měděné závaží a povrchová úprava.
• Přijetí: Třída IPC, jakékoli požadavky na zadní vrtání nebo propojování kontaktních plošek a množství a termíny pro prototyp a výrobu.

Pokud rozvržení ještě není zmrazené, odešlete ho i tak. Kontrola DFM v této fázi může odhalit nevyvážené vrstvení nebo příliš těsný prstenec, dokud je jeho oprava ještě levná.

Může Highleap sestavit i 12vrstvé desky?

Ano. Může být zahrnuta montáž SMT a montáž do otvorů, zajištění a kontrola součástek. Rozteč pouzdra, velikost součástky a AOI/rentgenový snímek jsou porovnány s kusovníkem a daty z montáže. U montáže na klíč jeden dodavatel vlastní holou desku, zajištění součástek a montáž, takže problém s výtěžností je vysledován až k jeho příčině, aniž by bylo nutné přesouvat se mezi dodavateli.