Výroba a montáž desek plošných spojů RFSoC - komplexní služby

Referenční projekt desky RFSOC: 115 × 175 mm, 100G optická deska a NVMe 4.0

Zobrazený hardware je reprezentativní vysoce složitá platforma RFSoC s kompaktním obrysem 115 × 175 mm , požadavky na vysokorychlostní laminaci, optickým rozhraním třídy 100G , konektivitou NVMe 4.0 , hustými BGA součástkami, pamětí, převodníkem energie, více kanály RF konektorů a aktivním chlazením.

Pro továrnu na desky plošných spojů se nejedná jen o „velkou desku FPGA“. Jde o smíšený technologický výrobní projekt, ve kterém vzájemně působí RF cesty, multigigabitové sériové linky, paměťové sběrnice, úložná rozhraní, distribuce napájení, tepelné zatížení a mechanická omezení. Výrobní rozhodnutí se proto musí řídit řízeným návrhem zákazníka, spíše než obecnými předpoklady.

Proč je výroba desek RFSOC náročnější než standardní digitální výroba desek plošných spojů

Návrh RFSoC kombinuje RF kanály převodníku dat a programovatelnou logiku s vysokorychlostními sériovými rozhraními, pamětí, úložištěm, hodinami, napájecími kolejnicemi a mechanickými rozhraními. Výrobce desek plošných spojů musí zachovat záměr návrhu prostřednictvím výběru laminátu, konstrukce skládání, zobrazování, laminace, vrtání, pokovování, leptání, registrace pájecí masky, povrchové úpravy, montáže a kontroly. Při výrobě a montáži platformy RFSoC se tato koordinace vztahuje také na umístění součástek, chladicí hardware a přístup k testům potřebný k ověření celého systému.

Priority výroby desek plošných spojů s vysokorychlostním RFSOC

1. Zmrazte materiálový systém a strukturu výroby

„Vysokorychlostní materiál“ není kompletní výrobní specifikace. Před obráběním nástrojů by měl projekt definovat rodinu laminátů a prepregů, typy skla, obsah pryskyřice, dielektrické tloušťky, typ měděné fólie, předpoklady drsnosti mědi, hotovou měď, celkovou tloušťku a schválenou politiku náhrad. Inženýrské posouzení společností Highleap převádí tyto požadavky do vyrobitelného souboru pro schválení zákazníkem.

2. Převod cílových hodnot impedance a ztrát do továrních nastavení

Řízená impedance je ovlivněna šířkou tras, roztečí, tloušťkou mědi, tloušťkou dielektrika, kompenzací leptání, pájecí maskou a geometrií lokální referenční roviny. U spojů citlivých na ztráty by měl zákazník také definovat příslušný frekvenční rozsah, cílový vložený útlum, strukturu odlitku a veškerá omezení drsnosti nebo materiálu. Samotná nominální hodnota impedance nedefinuje kompletní požadavek na kanál 100G nebo PCIe 4.0.

3. Řízení pomocí struktur, pahýlů a zpětného vrtání

Velká pouzdra BGA a vysokorychlostní konektory často vytvářejí složité přechody. Slepé/zapuštěné průchodky, laserové mikroprůchodky, průchodky v kontaktní plošce , vodivé nebo nevodivé výplně, pokovování víček a zadní vrtání musí být jasně identifikovány ve výrobním výkresu. Hloubka vrtání, zbytkový otvor, registrace, pokovování a kritéria kontroly by měly být dohodnuty před výrobou.

4. Správa registrace, vyvážení mědi a rovinnosti

Kompaktní deska s hustou mědí, velkými poli BGA, oblastmi pro spuštění VF signálu a napájecími obvody může být citlivá na registraci vrstev a deformaci. V závislosti na konečném uspořádání a rozložení součástek může být vyžadováno vyvážené měděné vodiče, vhodná panelizace, kompenzace laminace, podpora trasování a montážní přípravky.

Výrobní aspekty optického rozhraní 100G

Optická klec nebo modulové rozhraní 100G zavádí více vysokorychlostních diferenciálních drah, přechodů konektorů, uzemňovacích prvků, mechanické retence a tepelných omezení. Továrna na plošné spoje „nepřidává kapacitu 100G“, ale vyrábí zákazníkem schválenou geometrii kanálů dostatečně konzistentně, aby návrh splňoval zamýšlený výkon.

• Rozměry konektoru a mechanické údaje: Geometrie kontaktních plošek, poloha klece, montážní otvory, vymezovací prvky a vztah k okraji desky musí odpovídat řízenému výkresu.
• Geometrie diferenciálních párů: Šířka čáry, rozteč, referenční rovina, zúžení, proražení a konzistence mezi pruhy se musí odrazit v kompenzaci stack-upu a CAM.
• Prostřednictvím řízení přechodu: protilehlé kontakty, umístění zemních propojení, zbytkové pahýly a požadavky na zpětné vrtání by mělo být explicitní.
• Řízení vložených ztrát: materiál, drsnost mědi, povrchová úprava mědi, délka dráhy a výrobní tolerance by měly odpovídat analýze kanálu zákazníka.
• Inspekce a ověření: impedanční kupóny, průřezy, ověření vrtání, elektrická zkouškaa jakékoli testování signálu definované zákazníkem by mělo být zahrnuto do plánu kvality.

Řízení výroby desek plošných spojů NVMe 4.0 / PCIe 4.0

NVMe 4.0 se spoléhá na signalizaci PCIe 4.0, takže úložný kanál je citlivý na stejné výrobní proměnné, které ovlivňují ostatní vícegigabitové linky. Geometrie tras a rozteč párů musí zůstat konzistentní od oblasti procesoru nebo přepínače přes propojky a konektory až po zařízení NVMe.

Během DFM společnost Highleap kontroluje vyrobitelnost specifikované impedance prostřednictvím struktury, dat pro zadní vrtání, konektoru nebo M.2 slotu, vzdáleností měděných vodičů, otvorů pro pájecí masku a přístupu k montáži. Jakákoli navrhovaná změna, která by mohla ovlivnit výkon signálu, by měla být před výrobou vrácena zákazníkovi ke schválení.

Osazování desek plošných spojů RFSOC: BGA, paměť, RF konektory a napájecí zařízení

Deska plošných spojů s plošnými spoji založená na RFSoC vyžaduje více než jen umístění součástek na hotovou holou desku. Proces montáže musí zohledňovat velké tepelně-masové BGA , paměťové pouzdra, jemně roztečné součástky, RF konektory, optické klece, konektory pro úložiště, výkonové induktory, oscilátory a mechanický hardware.

Priority montážního inženýrství

• kontrola uspořádání a polarity oproti kusovníku a montážním výkresům;
• návrh šablonové clony pro velké BGA, QFN, tepelně vodivé podložky a jemně roztečné součástky;
• citlivost komponentů na vlhkost, požadavky na pečení, skladování a sledovatelnost;
• vývoj profilu přetavení s ohledem na tepelnou hmotnost desek a omezení součástek;
• usazení konektorů, koplanarita, mechanická opora a přístup k přípravkům;
• AOI a rentgenové vyšetření pro skryté klouby, močení, můstky, otevřené kloubní dutiny a rizika typu „hlava v polštáři“;
• požadavky na čistotu, manipulaci, konformní povrchovou úpravu, programování a funkční testy, pokud jsou specifikovány.

Zkušební testování prototypu je obzvláště cenné pro desku RFSOC. Umožňuje zákazníkovi ověřit řazení napájení, hodinové řízení, programování, tepelné chování, vysokorychlostní spojení, RF cesty, periferní rozhraní a testovací postupy před opakovanou výrobou.

Jak společnost Highleap Electronics podporuje desku RFSOC navrženou zákazníkem

Společnost Highleap Electronics působí jako výrobní partner. Neprodáváme zobrazený hardware RFSoC jako náš vlastní hotový produkt. Naší úlohou je převést návrhový balíček vydaný zákazníkem do řízené výroby desek plošných spojů a desek plošných spojů (PCB).

1. RFQ a kontrola dat. Kontrolujeme soubory desek plošných spojů, výrobní výkresy, rozpisky, kusovníky, montážní data, množství, dodací lhůty a rozsah testování.
2. PCB DFM a potvrzení seskupení. Týmy CAM a inženýrské týmy identifikují konflikty ve vyrobitelnosti, vyjasňují materiály a struktury propojení a vracejí návrh výroby ke schválení.
3. Kontrola součástí a sestav. Kontrolujeme data balení, stav kusovníku, alternativy, požadavky na šablony, speciální manipulaci, potřeby upínacích přípravků a rozsah inspekcí.
4. Výroba prototypů desek plošných spojů a desek plošných spojů (PCB). První sestavení se řídí schválenou technickou odpovědí a zdokumentovaným postupem.
5. Inspekce a testování dle požadavků zákazníka. Kontrola holých desek a montáže se provádí dle dohodnutého plánu kvality; programování a funkční testování se řídí pokyny zákazníka, pokud jsou součástí dodávky.
6. Zpětná vazba a opakovaná výroba. Zjištění z výroby, schválené změny a výsledky testů jsou začleněny do balíčku řízené výroby pro následné objednávky.

Co poslat společnosti Highleap pro cenovou nabídku na desky plošných spojů a desky plošných spojů RFSOC

Pro užitečnou cenovou nabídku a technickou odpověď zašlete nejkompletnější dostupný balíček:

• Výrobní data Gerber, ODB++ nebo IPC-2581;
• výrobní výkresy, vrtací soubory, seznam sítí a řízené stack-up;
• velikost desky, počet vrstev, konečná tloušťka, hmotnost mědi, povrchová úprava a množství;
• tabulka impedance, požadavky na vložný útlum, podrobnosti o kupónu a výkres zadního vrtání;
• požadavky na vpichování kontaktů v podložce, výplň/uzávěr, mikrootvory, sekvenční laminaci a přijetí;
• Kusovník s čísly dílů od výrobce, schválenými alternativami a odpovědností za zajištění zdrojů;
• soubor pro uchopení a umístění/centroid, montážní výkresy, poznámky k polaritě a mechanické soubory;
• programovací soubory, postup spouštění, informace o testovacím přípravku a kritéria přijetí;
• množství prototypů, předpokládaný objem, cílové dodání, požadavky na balení a dokumentaci.

Často kladené otázky k výrobě desek RFSOC