KB-6167F Laminované desky plošných spojů: Průvodce výrobou a montáží spolehlivých vícevrstvých desek plošných spojů

Pokud projekt specifikuje laminát plošných spojů KB-6167F, požadavek je obvykle spojen s tepelnou spolehlivostí, vícevrstvou konstrukcí a stabilní výrobou, spíše než s pouhou touhou použít jiný materiál FR-4. KB-6167F je laminátový/prepregový systém Kingboard FR-4.0 určený pro vysoce spolehlivé vícevrstvé aplikace s vysokým Tg, nízkou tepelnou roztažností v ose Z, kompatibilitou bez olova a odolností proti CAF.

Pro technický nebo nákupní tým je však specifikace KB-6167F pouze jednou částí rozhodnutí o výrobě. Hotová deska plošných spojů (PCB) stále závisí na schváleném uspořádání, dielektrické konstrukci, procesu laminace, vrtání, pokovování, rozměrové kontrole a kontrole. Pokud je požadavkem hotová deska plošných spojů (PCBA), musí i proces montáže zůstat v souladu s vyrobenou deskou.

Společnost Highleap Electronics je výrobcem a dodavatelem desek plošných spojů (PCB) pro montáž a sestavování. Nevyrábíme laminát KB-6167F. Vyrábíme desky plošných spojů a sestavené desky plošných spojů s použitím materiálů a specifikací schválených zákazníkem. V případě projektu KB-6167F je naší úlohou převést schválené požadavky na materiál do řízeného, ​​opakovatelného procesu výroby desek plošných spojů a na požádání přenést stejnou desku do procesu montáže a testování součástek.

Proč zvolit laminát plošných spojů KB-6167F pro vysoce spolehlivé vícevrstvé desky?

Materiál KB-6167F je určen pro konstrukce desek plošných spojů, u kterých konvenční univerzální konstrukce z materiálu FR-4 nemusí poskytovat požadovanou tepelnou a rozměrovou rezervu. Technické informace společnosti Kingboard identifikují materiál jako multifunkční fenolicky vytvrzovaný pryskyřičný systém s vysokou teplotou tepelné izolace (Tg) a anorganickými plnivy. Je také popsán pro desky plošných spojů s vysokým počtem vrstev a bezolovnaté aplikace, což z něj činí materiál vhodný pro vícevrstvé produkty, u kterých dochází během výroby a montáže k opakovaným teplotním výkyvům.

Vlastnosti materiálů, které jsou důležité pro výrobu desek plošných spojů

• Vysoká Tg: Typická teplota skelné krystalické chromatičnosti (DSC Tg) publikovaná společností Kingboard je 175 °C, přičemž specifikace je za uvedených zkušebních podmínek nejméně 170 °C.
• Nízká CTE osy Z: Publikovaná typická hodnota Alpha 1 je 40 ppm/°C a Alpha 2 je 230 ppm/°C, s typickou expanzí osy Z o 2.6 % v rozmezí teplot 50–260 °C.
• Teplotní odolnost: Publikovaný typický čas T-260 je delší než 60 minut a T-288 delší než 35 minut podle uvedené metody TMA.
• Schopnosti proti CAF: Materiál je popisován jako materiál se zvýšenou odolností vůči CAF, což je relevantní pro husté vícevrstvé struktury.
• Vhodnost pro bezolovnaté materiály: Společnost Kingboard umisťuje materiál pro bezolovnaté zpracování a vysokou tepelnou spolehlivost.

Tyto vlastnosti jsou užitečné, protože spolehlivost desek plošných spojů (PCB) je silně ovlivněna tím, co se s deskou děje během tepelného zpracování. Vícevrstvá deska plošných spojů se v reakci na teplotu roztahuje a smršťuje a dielektrický a měděný propojovací systém musí zůstat mechanicky kompatibilní. Nižší roztažnost v ose Z proto může být důležitým faktorem, pokud má konstrukce vysoký počet vrstev nebo se silně spoléhá na pokovené průchozí otvory.

Zároveň by se vlastnosti materiálu neměly zaměňovat se zárukou hotového provedení desky. Stejný laminát může produkovat různé výsledky v závislosti na skutečné konstrukci jádra/prepregu, rozložení mědi, tloušťce desky a výrobním procesu. Pro zákazníka, který si vybere KB-6167F, je správným přístupem zachovat schválené požadavky na materiál spojené s kompletní konstrukcí desky plošných spojů.

Služba Highleap pro laminované materiály pro desky plošných spojů podporuje projekty, u kterých zákazníci specifikují konkrétní laminátové systémy. To je užitečné, když je druh materiálu již definován a zbývajícím úkolem je navrhnout a vyrobit desku s ohledem na tento požadavek.

Jak by měl být KB-6167F zabudován do vícevrstvého stohu desek plošných spojů?

Deska plošných spojů KB-6167F by neměla být definována pouze názvem materiálu. Konečná dielektrická geometrie je vytvořena kombinací jader, prepregů, typů skla, obsahu pryskyřice, závaží mědi a laminace. Z tohoto důvodu je definice vrstev jedním z nejdůležitějších kroků před zahájením výroby.

Informace o stackupu, které by měly být opraveny před produkcí

• Počet vrstev a pořadí vrstev
• Tloušťka jádra a schválená laminátová konstrukce
• Typ prepregu a požadovaná tloušťka lisovaného dielektrika
• Měděné závaží pro vnitřní a vnější vrstvu
• Konečná tloušťka a tolerance desky
• Referenční roviny pro kritické signály
• Cílové hodnoty a tolerance řízené impedance, pokud jsou relevantní
• Prostřednictvím struktury, velikostí vrtáků a požadavků na hotový otvor

Publikované referenční elektrické údaje společnosti Kingboard pro KB-6167F uvádějí dielektrickou konstantu 4.8 při 1 MHz a 4.6 při 1 GHz pro uvedené zkušební podmínky leptání s 50% obsahem pryskyřice. Publikovaný tangens ztrát je 0.015 při 1 MHz a 0.016 při 1 GHz za stejné uvedené zkušební metody. Jedná se o užitečné referenční hodnoty na úrovni materiálu, ale neměly by být považovány za jednu univerzální hodnotu Dk/Df pro každou výrobní řadu.

U desky s řízenou impedancí je skutečná dielektrická tloušťka a geometrie vodivých drah přímo důležitá. Výběr materiálu pro vysokorychlostní desky plošných spojů od společnosti Highleap může pomoci spojit požadavky na materiál s elektrickými požadavky desky. Konečný výpočet by měl používat schválenou konstrukci, nikoli obecný předpoklad FR-4.

Schopnosti společnosti Highleap v oblasti inženýrství vrstveného skládání desek plošných spojů lze také využít ke kontrole fyzické sestavy před výrobou. To je obzvláště cenné, když zákazník má stávající návrh KB-6167F, ale potřebuje toto skládání převést do stabilní výrobní konstrukce.

U složitých vícevrstvých desek by rozhodnutí o vrstvě měla zohledňovat také vyváženost a registraci mědi. Dielektrická tloušťka, která v elektrickém modelu vypadá správně, může být obtížné dodržet, pokud se vzor mědi, konstrukce prepregu a podmínky lisování nezohledňují společně.

Co by mělo být kontrolováno během výroby desek plošných spojů KB-6167F?

KB-6167F je navržen tak, aby poskytoval vysoce spolehlivou materiálovou platformu, ale výrobní proces stále určuje, zda je zamýšlená konstrukce reprodukována konzistentně. U vícevrstvých desek plošných spojů specifických pro daný materiál by laminace, vrtání, pokovování a kontrola měly být plánovány jako jeden výrobní řetězec.

Laminace a registrace

Zveřejněné informace o materiálu popisují široké okno zpracování pro vícevrstvé aplikace a zdůrazňují schopnost odolávat vícenásobným teplotním výkyvům. Ve výrobě je stále třeba schválený souvrství převést do vhodné lisovací konstrukce. Proces laminace desek plošných spojů společnosti Highleap se zaměřuje na řízení procesu vícevrstvého spojování, dielektrickou konstrukci a registraci mezi vrstvami.

Vrtání a pokovování průchozích otvorů

Nízká roztažnost v ose Z je obzvláště důležitá pro spolehlivost pokoveného průchozího otvoru, protože válec otvoru a okolní dielektrikum se během výroby a montáže tepelně roztahují. Materiálové vlastnosti podporují konstrukční cíl, ale výrobce musí i tak kontrolovat kvalitu vrtání, přípravu stěn otvoru, odstraňování nánosů a mědění.

DFM před uvedením do produkčního prostředí

Před obráběním a sériovou výrobou by měla být provedena kontrola DFM desky plošných spojů (PCB) . U vícevrstvé desky KB-6167F patří mezi užitečné kontroly prstencové kroužky, rozteč vrtání a mědi, vyvážení mědi, tloušťka desky, požadavky na registraci a proveditelnost navrhovaného uspořádání vrstev. Včasná kontrola je obzvláště cenná, pokud deska obsahuje mnoho vrstev nebo úzké mechanické tolerance.

Inspekce a ověření výroby

V závislosti na požadavcích zákazníka na kvalitu může kontrola zahrnovat AOI, elektrické testování, kontrolu rozměrů a další kontroly specifické pro daný proces. Pokud je impedance kontrolována, měl by být schválený požadavek na impedanci sledovatelný až k procesu skládání a výroby. Služba výroby desek plošných spojů společnosti Highleap poskytuje výrobní proces pro vícevrstvé desky od výrobních dat až po finální kontrolu a testování.

Cílem je konzistence. Deska určená pro konkrétní materiál by se neměla spoléhat na předpoklad, že samotný laminát kompenzuje nekontrolovanou výrobu. Schválená konstrukce, procesní parametry a plán kontrol musí spolupracovat.

Je KB-6167F vhodný pro bezolovnaté a vysoce tepelně spolehlivé desky plošných spojů?

Společnost Kingboard explicitně upřednostňuje materiál KB-6167F před bezolovnatými deskami plošných spojů a vysokou tepelnou spolehlivostí. Jeho publikovaná typická teplota roztavení (Tg) 175 °C, teplota roztavení při teplotě 260 °C (T-260) vyšší než 60 minut, teplota roztavení při teplotě 288 °C (T-288) vyšší než 35 minut a roztažnost v ose Z o 2.6 % v rozmezí 50–260 °C poskytují užitečné referenční body při hodnocení materiálu pro desky plošných spojů vystavené zvýšeným teplotám zpracování.

Proč jsou tepelná data důležitá

Deska plošných spojů (PCB) nevnímá teplotu jako jedno jednotné číslo. Během výroby a montáže se deska pohybuje v různých tepelných podmínkách a měděné, dielektrické a pokovené struktury s otvory reagují na tyto změny. Proto jsou výsledky měření Tg, CTE v ose Z, roztažnosti v ose Z a tepelného namáhání užitečnější, pokud se posuzují společně.

Publikovaná data společnosti Kingboard rovněž uvádějí vynikající rozměrovou stabilitu, nízkou absorpci vlhkosti a odolnost proti CAF. U hustých vícevrstvých desek mohou tyto vlastnosti podpořit cíle spolehlivosti konstrukce. Přesto by měly být hodnoceny s ohledem na skutečné prostředí produktu a kvalifikační požadavky, spíše než aby byly považovány za univerzální záruky.

Kam se KB-6167F hodí komerčně

Zveřejněné informace o použití zahrnují spotřební elektroniku, automobilovou elektroniku, přístroje a napájecí zdroje, zatímco další informace o materiálech desek Kingboard uvádějí jako relevantní aplikace desky s vysokým počtem vrstev, špičkové servery a bezdrátovou komunikační infrastrukturu. Vhodná aplikace závisí na kompletní specifikaci desek plošných spojů, nikoli pouze na názvu laminátu.

Pro zákazníka, který staví vysoce spolehlivý průmyslový nebo elektronický produkt, může společnost Highleap vyrobit specifikovanou desku KB-6167F dle schválené konstrukce. U projektů, kde je deska součástí průmyslového řídicího, instrumentačního nebo energetického produktu, lze naši průmyslovou výrobní kapacitu desek plošných spojů sladit se stejnými požadavky na materiál a zpracování. Klíčovou komerční výhodou je, že požadavky na materiál mohou zůstat neměnné, zatímco výrobní proces je navržen kolem samotné desky.

Jak může Highleap vyrábět a montovat desky plošných spojů KB-6167F?

Jakmile jsou definovány požadavky na materiál, uspořádání a výrobu, zbývá otázkou provedení. Společnost Highleap Electronics zajišťuje jak výrobu, tak i osazování desek plošných spojů (PCB), což umožňuje projektu KB-6167F přejít ze schválené konstrukce s holými deskami na hotovou desku plošných spojů (PCBA) bez nutnosti změny dodavatele mezi těmito dvěma fázemi.

Pro výrobu holých desek plošných spojů

Výrobní dokumentace by měla jasně identifikovat KB-6167F spolu se schválenou konstrukcí jádra a prepregu, uspořádáním vrstev, hmotností mědi, tloušťkou desky, povrchovou úpravou, požadavky na vrtání a kritérii kvality. Pokud je impedance řízena, měly by být cílové hodnoty a tolerance součástí uspořádání vrstev.

U projektů zaměřených na specifické materiály je tato dokumentace důležitá, protože dodavatel by neměl nahrazovat laminát jiným materiálem jen proto, že se elektricky nebo mechanicky jeví jako podobný. Jakýkoli alternativní materiál by měl být před výrobou zkontrolován a schválen zákazníkem.

Pro osazování desek plošných spojů a hotových desek plošných spojů

Služba montáže desek plošných spojů od společnosti Highleap může rozšířit projekt od vyrobené desky až po montáž SMT a THT, kontrolu a testování dle požadavků zákazníka. Revize desek plošných spojů, kusovník, data pro umístění a montážní výkresy by měly zůstat synchronizované se schválenou revizí desky.

Pro zákazníky, kteří chtějí, aby jeden dodavatel řídil výrobu, zajištění součástek a montáž, nabízí kompletní montáž desek plošných spojů integrovaný proces od výroby desek plošných spojů přes pořízení součástek, montáž a testování. To může zjednodušit komunikaci, pokud má projekt fixní požadavek na laminát, jako je například KB-6167F.

Fáze cenové nabídky je tím správným bodem pro stanovení těchto požadavků. Poptávku na desky plošných spojů od společnosti Highleap lze použít k odeslání výrobních dat a k určení, zda se jedná o výrobu holých desek plošných spojů, výrobu prototypů, hromadnou výrobu nebo kompletní desku plošných spojů.

Nejdůležitější je, aby obchodní vztah zůstal technicky přesný: Highleap nevyrábí laminát KB-6167F. Vyrábíme desky plošných spojů a desky plošných spojů s použitím materiálové specifikace KB-6167F schválené zákazníkem a dohodnutých výrobních požadavků.

Technická reference: Veřejné technické informace o laminovaných deskách Kingboard KB-6167F / KB-6067F. Typické hodnoty závisí na konstrukci a zkušebních podmínkách. Výroba by se měla řídit nejnovější specifikací Kingboard schválenou zákazníkem.