Výroba desek plošných spojů Shengyi S1000-2 pro bezolovnaté desky s vysokým počtem vrstev

Shengyi S1000-2 je systém FR-4.0 s vysokým Tg a nízkým CTE, který se používá v případech, kdy vícevrstvá deska vyžaduje vyšší tepelnou a galvanickou spolehlivost než univerzální FR-4. Společnost Highleap Electronics vyrábí desky plošných spojů S1000-2 pro výpočetní techniku, komunikaci, přístrojovou techniku ​​a další produkty, u kterých počet vrstev, tloušťka desky a montážní cykly ospravedlňují upgrade.

Tento materiál by se neměl prodávat jako řešení všech problémů s propojením. Jeho nízká roztažnost zlepšuje rezervu materiálu, ale spolehlivost hotové desky s plošnými spoji stále určuje kvalita vrtání, odstraňování šmouh, tloušťka pokovení, poměr stran a historie přepracování.

Kdy je S1000-2 oprávněný

S1000-2 je užitečný, když riziko pro spolehlivost vyplývá z roztažnosti v ose Z a tepelného namáhání. Může podporovat produkty s vysokým počtem vrstev a hustými vícevrstvými výrobky, ale konečná konstrukce musí zůstat vyrobitelná.

Průvodce materiály pro desky plošných spojů s vysokým počtem vrstev od společnosti Highleap vysvětluje, proč je nutné společně hodnotit materiál, registraci vrstev, strukturu propojení a rozložení mědi.

Publikované vlastnosti a význam designu

Shengyi uvádí typické hodnoty S1000-2: Tg 180 °C pomocí DSC, 185 °C pomocí DMA, Td 345 °C, celkovou expanzi v ose Z o 2.8 % od 50 do 260 °C, T260 po dobu 60 minut, T288 po dobu 20 minut a T300 po dobu 5 minut. Materiál je navržen pro bezolovnatou kompatibilitu, vysokou tepelnou odolnost, nízký koeficient tepelného roztažení v ose Z, spolehlivost při průchodu otvorem, odolnost proti CAF a nízkou absorpci vody.

Typické údaje nepředstavují výrobní limity.

Shengyi poznamenává, že hodnoty jsou typické a pouze orientační. Zákazník by je neměl bez dohody převádět na garantovaná kritéria akceptace na úrovni desky. Důkazy o hotové desce pocházejí ze zveřejněného sestavování, kupónů, mikrořezů a validace produktu.

S1000-2 a S1000-2M nejsou identické

S1000-2M má jinou publikovanou sadu vlastností a silnější umístění s vysokým počtem vrstev. Pokud výkres vyžaduje S1000-2, továrna by neměla bez schválení nahradit S1000-2M – nebo naopak – i když se materiály zdají být příbuzné.

Návrh stohování s vysokým počtem vrstev a propojení

Zmrazit stackup před dokončením směrování

Produkty s vysokým počtem vrstev často vyžadují řízenou impedanci, tenké dielektrikum a více výkonových rovin. Highleap vyvíjí vyrobitelné souvrství s využitím dostupných jader/prepregů, vyvážení mědi, tloušťky terče, impedance a lisovacích schopností. Rozvržení postavené na nedostupném dielektriku může vyžadovat zásadní změnu trasy.

Poměr stran a rozteč vrtáků a mědí

Laminace s vysokým Tg neodstraňuje geometrické omezení. Malé otvory v silné desce zvyšují opotřebení nástroje, obtíže s odstraňováním šmouh a odchylky v pokovování. Společnost Highleap může v závislosti na hustotě a potřebách spolehlivosti doporučit větší průchody, menší tloušťku desky, střídavě uspořádané slepé průchody nebo sekvenční laminaci.

Sekvenční laminace vyžaduje samostatnou recenzi

Pokud návrh zahrnuje slepé/zapuštěné průchodky nebo více lisovacích cyklů, měla by být konstrukce vyhodnocena jako HDI/sekvenční laminace. Důsledky týkající se nákladů a spolehlivosti naleznete v průvodci sekvenční laminací .

Řízení výroby a pokovených otvorů

Výrobní postup S1000-2 společnosti Highleap může zahrnovat identifikaci materiálu, uvolnění vrstvy, AOI vnitřní vrstvy, škálování registrace, řízenou laminaci, monitorování vrtání, odstraňování šmouh, bezproudové mědění, pokovování vzorů, mikrořezy, povrchovou úpravu, směrování a elektrické testy.

Mikroskopický řez by se měl zaměřit na skutečné riziko

Reprezentativní vzorky by měly zahrnovat nejmenší dokončené otvory, nejtlustší oblasti mědi nebo kritické struktury průchodů. Mikroskopický řez může ověřit tloušťku mědi, stav pryskyřice, odstranění šmouh a registraci vrstev, ale sám o sobě neprokazuje plnou životnost v terénu.

Odolnost CAF stále závisí na návrhu a procesu

Publikované údaje o odolnosti vůči CAF podporují výběr materiálu. Konečný odpor závisí na rozteči vodičů, vlhkosti, předpětí, čistotě, poškození otvoru a kvalifikačních podmínkách. Formální zkouška CAF by měla uvádět napětí, vlhkost, teplotu, dobu trvání, vzorky a kritérium selhání.

Důkazy o montáži, testování a uvolnění

Tepelná rezerva S1000-2 je cenná pro bezolovnatou montáž, ale je třeba kontrolovat kompletní tepelnou historii. Velké BGA, lisovací konektory, selektivní pájení a přepracování mohou vytvářet lokální pnutí. Profil musí být vyvinut s ohledem na skutečnou hmotnost mědi a sadu součástek.

Pro vysoce spolehlivé sestavy může Highleap poskytnout cenovou nabídku na AOI, v ​​případě potřeby rentgenové vyšetření, programování, vývoj přípravků a funkční testování. Přesný rozsah musí být definován v RFQ.

Náklady na vysoký počet vrstev jsou ovlivněny počtem procesů

Další vrstvy zvyšují více než spotřebu laminátu. Přidávají zobrazování, AOI, registrační práce, složitost laminace, hloubku vrtání, testování a potenciální ztrátu výtěžnosti. Sekvenční laminace přidává opakované cykly lisování a vrtání. Nabídka, která násobí pouze plochu desky faktorem vrstvy, nebude pro náročnou konstrukci S1000-2 spolehlivá.

Příklad: 16vrstvá deska pro řízení serveru

Šestnáctivrstvá deska o tloušťce 2.4 mm s dokončenými průchody o průměru 0.25 mm představuje jiné riziko než šestnáctivrstvá deska o tloušťce 16 mm s otvory o průměru 0.35 mm. První má vyšší poměr stran a může vyžadovat silnější kontrolu vrtání, odstraňování skvrn a pokovování. S1000-2 zlepšuje tepelnou rezervu, ale Highleap stále musí vyhodnotit, zda by se měla změnit geometrie průchodů, nebo zda je vhodnější struktura se zaslepenými průchody.

Prototyp a přenos objemu

Prototypové šarže často používají menší panely a více manuální kontroly, zatímco hromadná výroba využívá optimalizovanou panelizaci a stabilní nástroje. Plán přenosu by měl zachovat zdroj materiálu, vrstvení, geometrii impedance, požadavky na otvory a kritéria kontroly. Pilotní výroba může potvrdit, že objemový panel nezavádí nové variace registrace nebo pokovování.

Co může Highleap vrátit s cenovou nabídkou

Inženýrská odpověď může zahrnovat předběžné posouzení poměru stran, porovnání materiálů, návrh inspekce, poznámky k rizikům montáže a seznam informací potřebných pro konečné stanovení ceny. Kupující se poté mohou rozhodnout, zda změní návrh, přijmou navrhované důkazy nebo porovnají jiný materiál.

Možnosti snížení nákladů, které nesnižují spolehlivost

• Standardizujte velikosti vrtáků a snižte počet zbytečných mikrootvorů.
• Zlepšete využití panelu úpravou kolejnic nebo metodou odlamování.
• Měření impedance používejte pouze na kritických geometriích.
• Oddělte povinnou dokumentaci od nepovinných zpráv.
• Zkontrolujte, zda každá vrstva potřebuje stejnou hmotnost mědi.
• Schválit technicky ekvivalentní materiál prostřednictvím řízení změn, pokud to odůvodňuje riziko dodávek.

Alternativy, náklady a příprava RFQ

S1000-2 je dražší než běžný FR-4 a může vyžadovat specifické zdroje nebo minimální využití materiálu. Ekonomický argument je nejsilnější, když zabraňuje riziku spolehlivosti nebo umožňuje konstrukci, kterou běžný materiál nemůže unést.

Alternativní rozhodnutí

• Pro jednodušší desky se středním tepelným zatížením použijte S1141 nebo jinou běžnou třídu.
• Pokud vydaný návrh vyžaduje specifickou sadu vlastností, použijte S1000-2M nebo jinou platformu s vysokým počtem vrstev.
• Pokud je hlavním omezením útlum kanálu, použijte materiál s nízkými ztrátami.
• Pokud to vyžadují specifikace zákazníka a profil použití, použijte řadu schválenou pro automobilový průmysl.

Vstupní nabídky

• Velikost a množství desky
• Počet a tloušťka vrstev
• Měď po vrstvách
• Nejmenší dokončený otvor
• Zaslepené/zakopané v konstrukci
• Požadavky na impedanci
• Tepelná historie montáže
• Třída IPC/zákazníka
• Validační důkazy
• Rozsah PCBA

Priority kontroly návrhu před nástroji

Než společnost Highleap uvede na trh nástroje, nejdůležitější kontroly obvykle zahrnují poměr stran, mezikruží, rozteč vrtáků a mědi, vyvážení mědi, dostupnost dielektrika, geometrii impedance a tepelnou sekvenci sestavy. Korekce těchto položek před výrobou je levnější než spoléhání se na prémiový laminát, který absorbuje zbytečná procesní rizika.

U desek s vysokým počtem vrstev by měla cenová nabídka také uvádět, zda první výrobek obsahuje data o impedanci, mikrořezy a rozměrovou zprávu. Tyto výstupy vytvářejí měřitelnou schvalovací bránu, než se zákazník zaváže k velkému objemu.

Často kladené otázky kupujících S1000-2

Je S1000-2 určen pro desky s vysokým počtem vrstev?

Jedná se o materiál s vysokým Tg a nízkým CTE, který je často hodnocen pro náročné vícevrstvé konstrukce. Vhodnost stále závisí na přesné tloušťce, otvorech, mědi a konstrukci lisu.

Zabraňuje S1000-2 praskání průchozích otvorů?

Žádný materiál sám o sobě nezabrání selhání. Nízký součinitel tepelné roztažnosti (CTE) zlepšuje rezervu materiálu, zatímco kvalita vrtání, pokovování a tepelná historie zůstávají kritické.

Je S1000-2 materiál s nízkými ztrátami?

Shengyi jej umisťuje spíše kolem tepelné spolehlivosti než do kategorie vysokorychlostních kanálů s nízkým Df. Pro vysokorychlostní kanály použijte analýzu rozpočtu ztrát.

Může Highleap poskytnout cenovou nabídku z částečných souborů?

Ano. Základní geometrie, vrstvy, tloušťka, otvory, měď, množství a rozsah služeb postačují pro úvodní kontrolu.

Primární referenční materiál: Údaje o produktu Shengyi S1000-2. Údaje od výrobce jsou typické referenční hodnoty; pro výrobní specifikace použijte aktuální datový list a schválenou konstrukci.