Výroba a montáž mobilních desek plošných spojů

Desky plošných spojů (PCB) pro chytré telefony patří k nejnáročnějším deskám plošných spojů vyráběným ve velkém měřítku – 10 až 12 měděných vrstev stlačených do tloušťky menší než 1 mm, které přenášejí signály ze stejnosměrných napájecích kolejnic do anténních napájecích zdrojů 40 GHz 5G současně. Jejich spolehlivá výroba vyžaduje jinou třídu zařízení, řízení procesů a technickou podporu než standardní komerční výroba PCB.

Společnost Highleap Electronics se specializuje na výrobu a montáž desek plošných spojů pro mobilní zařízení pro OEM a ODM zákazníky a pod jednou střechou zvládá vše od raných technických vzorků až po velkoobjemovou výrobu. Naše výrobní kapacita pro výrobu desek plošných spojů pro telefony pokrývá celou škálu současných požadavků na platformy chytrých telefonů.

Co odlišuje mobilní desku plošných spojů od standardních desek plošných spojů

Mobilní deska plošných spojů – nazývaná také deska plošných spojů pro smartphony, deska plošných spojů pro telefon nebo základní deska mobilního telefonu – není jen zmenšenou verzí průmyslové nebo spotřební elektroniky. Kombinace omezení, která musí splňovat současně, se nikde jinde ve výrobě elektroniky nenachází.

Počet vrstev se pohybuje v rozmezí 10–12 oproti 2–6 typickým 2–6 u standardních komerčních desek. Celková tloušťka desky musí zůstat na úrovni 1.0 mm nebo menší. Minimální šířka stopy je 50 μm (2 mil) ve srovnání se 100–150 μm u standardních desek. Technologie průchodů (Via) se přesouvá z mechanických průchozích otvorů na laserové mikroprůchodky HDI s průměrem vrtáku 0.1 mm. A frekvence signálu dosahují až 40 GHz pro 5G mmWave – oproti typicky pod 1 GHz u standardních desek.

Tato omezení se vzájemně zhoršují. Vestavění 1 000–1 500 součástek do desky menší než kreditní karta při zachování 5G RF izolace, tepelných cest pro 10W SoC a směrování pamětí LPDDR5X s rychlostí 8 533 Mb/s vyžaduje výrobní a montážní procesy, které většina továren na výrobu plošných spojů jednoduše nedokáže podporovat.

Technologie HDI: Proč ji chytré telefony potřebují

Technologie desek plošných spojů s vysokou hustotou propojení (HDI) není v moderním designu chytrých telefonů volitelná – je to jediný výrobní přístup, který podporuje současné hustoty pouzder SoC. Vlajkový aplikační procesor v pouzdře BGA s roztečí 0.4 mm nelze směrovat pomocí konvenční technologie propojení průchozími otvory; na vnitřních vrstvách není dostatek fyzického prostoru pro rozložení signálových stop.

HDI tento problém řeší nahrazením velkých mechanických průchodů laserově vrtanými mikroprochody (průměr 0.1 mm), které spojují pouze vrstvy, které potřebují, a ponechávají tak volný prostor pro směrování vnitřních vrstev. Vrstvené struktury mikroprochodů – kde je více slepých průchodů vertikálně vybudováno pomocí sekvenčních cyklů laminace – umožňují hustotu únikového směrování, kterou moderní mobilní SoC pouzdra vyžadují.

Konfigurace sestavení je určena roztečí pouzdra SoC a počtem rozhraní: 1+N+1 (6–8 vrstev) pro smartphony střední třídy; 2+N+2 (8–10 vrstev) pro vlajkové lodě integrující SoC; ELIC 3+N+3 (10–12 vrstev) pro vlajkové lodě 5G mmWave. Specifikace výroby a metody kvalifikace průřezu naleznete na stránce o výrobě desek plošných spojů HDI od společnosti Highleap Electronics.

Na co se zaměřit u výrobce mobilních desek plošných spojů

Ne každá továrna na plošné spoje, která uvádí, že je schopna vyrábět desky pro mobilní použití s ​​výtěžností, která by umožnila realizovat objemovou výrobu. Při kvalifikaci dodavatele mobilních plošných spojů odlišují schopné výrobce od těch, kteří budou generovat respiny, čtyři věci:

• Laserová vrtačka s minimální hloubkou 0.1 mm — průměr mikroproudů přímo omezuje hustotu trasování BGA; továrny omezené na vrták o průměru 0.15 mm nemohou podporovat současné vlajkové pouzdra SoC
• Řízení impedance s ověřením TDR — impedance vypočítaná pouze simulací je pro paměťová rozhraní 5G RF a LPDDR5X nedostatečná; naměřená data z kupónu musí být dodána s každou výrobní šarží
• 100% AXI na BGA pouzdrech — automatizovaná rentgenová kontrola každého spoje je jediný způsob, jak zachytit procento pórů předtím, než desky dosáhnou funkčního testu; odběr vzorků není pro mobilní výrobu dostatečný
• Výroba a montáž pod jednou střechou — Dodavatelské řetězce s rozdělenými dodavateli zavádějí nesoulady v profilech reflow a mezery v odpovědnosti, když se objeví problémy s výtěžností

Highleap Electronics: Výroba a montáž mobilních desek plošných spojů

Společnost Highleap Electronics vyrábí mobilní desky plošných spojů pro výrobce OEM a ODM chytrých telefonů, které staví na platformách Qualcomm Snapdragon, MediaTek Dimensity a Samsung Exynos.

Pro konstrukce 5G sub-6GHz a mmWave specifikujeme speciální nízkoztrátový laminát neboli LCP na RF vrstvách – stejné nízkoztrátové materiálové specifikace používané v naší výrobní lince vysokofrekvenčních desek plošných spojů . Vyrábíme také tuhé a flexibilní desky pro kamerové moduly a skládací propojovací konektory a bezdrátové nabíjecí desky plošných spojů pro sestavy Qi – pokrývající kompletní rozsah desek plošných spojů moderního smartphonu v rámci jednoho dodavatelského vztahu.

Od prototypu mobilních desek plošných spojů po hromadnou výrobu: Jak proces funguje

Většina projektů mobilních desek plošných spojů začíná kontrolou souboru Gerber. Sada Gerber, hrubá specifikace uspořádání a očekávané objemy stačí k získání zprávy DFM a předběžné cenové nabídky do 24–48 hodin. Výroba technických vzorků obvykle trvá 7–14 dní pro holé desky a 3–5 dní pro sestavený prototyp. Následuje kvalifikace návrhu – rentgenový řez, validace impedance, vzorkování tepelným cyklem – než se hromadná výroba zablokuje procesní parametry. Úplný přehled o tom, jak desky procházejí naší továrnou, naleznete na stránce o výrobním procesu desek plošných spojů.

Podporujeme montáž na klíč (dodáváme komponenty) i montáž z konsignačního materiálu. Zákazníkům, kteří přecházejí od jiného dodavatele, nabízíme bezplatnou kontrolu stávajících návrhů metodou DFM – ta často identifikuje hlavní příčinu problémů s výtěžností, které byly dříve připisovány návrhu.

Často kladené otázky o výrobě mobilních desek plošných spojů

Kolik vrstev má obvykle deska plošných spojů smartphonu?

Většina moderních vlajkových chytrých telefonů používá 10–12vrstvé desky plošných spojů. Zařízení střední třídy obvykle používají 6–8 vrstev. Počet vrstev je určen platformou SoC: procesory Qualcomm Snapdragon řady 8 a MediaTek Dimensity řady 9000 obvykle vyžadují více než 10 vrstev pro směrování všech vysokorychlostních rozhraní bez kompromisů v integritě signálu.

Jaké je minimální objednací množství pro výrobu mobilních desek plošných spojů?

Společnost Highleap Electronics nemá stanoveno minimální objednací množství pro výrobu prototypů. Obvyklým výchozím bodem jsou technické vzorky 5–20 desek. Ceny pro objemovou výrobu platí od přibližně 500 kusů a plně optimalizovaná hromadná výroba je k dispozici od 5 000 kusů a více.

Jaké soubory musím odeslat pro cenovou nabídku na mobilní desku plošných spojů?

Pro začátek postačí soubory Gerber (formát RS-274X) a specifikace stack-upu. Pro cenové nabídky na montáž je vyžadován kusovník (BOM). Můžeme pracovat se soubory ODB++ a náš technický tým si během kontroly DFM vyžádá jakékoli chybějící informace – k zahájení konverzace nepotřebujete kompletní balíček.

Můžete vyrábět mobilní desky plošných spojů, které podporují 5G mmWave?

Ano. 5G mmWave konstrukce vyžadují nízkoztrátové dielektrické materiály (speciální nízkoztrátový laminát neboli LCP) na RF vrstvách s řízenými impedančními stopami ověřenými měřením TDR. Vyrábíme hybridní soustavy kombinující tyto materiály se standardním FR4 na vnitřních vrstvách a ověřujeme impedanci RF sekce pomocí kuponových dat dodávaných s každou výrobní šarží.

Jaké certifikace má společnost Highleap Electronics pro výrobu mobilních desek plošných spojů?

Společnost Highleap Electronics je držitelem certifikace ISO 9001:2015 a vyrábí v souladu s normou IPC-A-610 třídy 2. Pro projekty se zvýšenými požadavky na spolehlivost jsou na vyžádání k dispozici inspekční kritéria IPC třídy 3. Všechny výrobní šarže jsou dodávány s kompletní dokumentací sledovatelnosti, včetně záznamů o šaržích materiálu, inspekčních protokolů a údajů o impedančních testech.