VIPPO PCB-fremstilling til BGA- og termiske pudedesigns

Highleap Electronics leverer VIPPO printkortfremstilling til designs, der kræver via-in-pad-strukturer med en defineret fyldning og en belagt overflade. VIPPO er ofte specificeret under fine-pitch BGA- eller LGA-pakker, eksponerede termiske pads og tætte layouts, hvor almindelige åbne eller telt-vias ikke er egnede. Hvis din nuværende printkortleverandør ikke kan opfylde kravene til via-fyldning, hætte eller færdiggjorte pads, bedes du sende os fremstillingsfilerne til gennemgang.

Et pålideligt tilbud på VIPPO printkortproduktion skal definere via-konstruktionen i stedet for udelukkende at stole på udtrykket "via i pad". Via-diameter, pad-geometri, fyldningstype, kobberkappe, planhed, overfladefinish og inspektionskriterier påvirker alle omkostninger, leveringstid og monteringsresultater. Highleap gennemgår disse detaljer med den tilsigtede anvendelse i tankerne, så den tilbudte konstruktion matcher den krævede struktur.

Hvad er VIPPO PCB-fremstilling?

VIPPO står for Via-In-Pad Plated Over. Viaen er placeret i en komponentpude, fyldt ved hjælp af den specificerede proces, planariseret efter behov og belagt med kobber for at skabe en kontinuerlig pudeoverflade. "Åben" er ikke en del af akronymet; det beskriver en åbnings- eller eksponeringstilstand og bør specificeres separat, hvor det er relevant.

• Placering af via-i-pad: Viaen ligger inden for komponentlandet snarere end ved siden af ​​det.
• Fyldningsspecifikation: Tegningen eller fremstillingsnoterne identificerer det nødvendige fyldmateriale og godkendelseskriterierne; harpiks- og ledende fyldninger er ikke udskiftelige.
• Belagt overflade: Kobber aflejres oven på den fyldte via for at danne en kontinuerlig, loddebar overflade. Planhed, hætteintegritet og overfladefinish bør defineres for applikationen.

Grunden til, at denne sondring er vigtig, er, at flere af disse trin er valgfrie i et standardkort, og hvert trin, der tilføjes, ændrer, hvad producenten skal kontrollere. En via, der er boret og forsynet med telt, er stort set fri. En VIPPO-struktur kræver en kontrolleret fyldning, planarisering efter behov, kobberkappe og overfladefinish-sekvens. Loddemaskeåbningen omkring den færdige pude er specificeret separat; den bør ikke forveksles med en åben eller ufyldt via. Materialeleverandøren kan fortælle dig "vi laver via i puden" og mene den fyldte og forsænkede version, den forsynede version eller den harpiksproppede version, så terminologien skal fastlægges i noterne til illustrationen.

VIPPO vs. åben via og fyldt via-i-pad printkortdesign

Det er denne forskel, der oftest får et tilbud til at flytte sig. Hver række nedenfor er en forskellig fysisk struktur med en forskellig termisk bane, en forskellig pris og en forskellig fejlrisiko.

Kun den tredje række er en ægte VIPPO. Hvis et design siger "via i pad, åben" uden at specificere fyldningen, kan fabrikanten levere en hvilken som helst af de fire. Vores guide til via-fyldning og kobberbelægning dækker fyldnings- og hætteprocesserne i detaljer, og forskellene mellem harpiks- og metalfyldningsmetoderne er beskrevet på vores vejledning til konstruktion med harpiksproppen via.

Hvorfor bruge kobberkapslet Via-in-Pad til BGA printkort?

For en termisk pude er målet en forudsigelig termisk vej fra puden ind i printpladens kobberstruktur. En korrekt fyldt og belagt via giver en kontinuerlig overflade til lodning og undgår den åbne loddevej, der er forbundet med en ufyldt via. Den termiske ydeevne afhænger stadig af fyldmaterialet, via-arrayet, de tilsluttede kobberlag og den omgivende opstabling.

Det samme argument gælder for RF. En via, der er formet som telt og sidder midt i et jordplanområde, er et lille område med diskontinuitet; en via, der er fyldt og belagt, er kontinuerlig kobber. I et design, hvor en via bevidst placeres for at bryde et plan eller skabe en kendt stub, gælder den omvendte logik, og viaen skal være åben, ikke formet som telt, så strukturen er defineret snarere end tilfældig.

Fordi viaen er åben, bliver overfladefinishen et funktionelt krav snarere end et kosmetisk. ENIG er det sædvanlige valg til en via, der skal loddes til, fordi den forbliver flad og loddebar over en lang levetid. ENEPIG bruges, hvor den termiske ydeevne af immersionssølv ønskes sammen med en loddebar overflade. Immersionssølv vil anløbe i svovlholdig luft, hvilket er vigtigt, hvis pladerne opbevares før samling. Vores udvalg af overfladefinish til RF- og mikrobølgeplader dækker denne afvejning, og de generelle muligheder sammenlignes i vores ENIG-overfladefinishproces.

VIPPO PCB-fremstillingsproces: Via fyldning og kobberkapsling

Sekvensen nedenfor forklarer, hvorfor et VIPPO-bræt ikke blot er et standardbræt med en note på. Hvert trin er en separat cyklus med sine egne kontroller, og rækkefølgen kan ikke frit justeres.

To detaljer i den tabel afgør, om processen fungerer. Den første er kontrol af fyldningen og overfladeforberedelsen før kapsling, hvilket påvirker kapslens vedhæftning og planhed. Den anden er loddemaskens definition omkring den færdige pude: maskeåbningen skal matche pakkemønsteret og må ikke efterlade uønskede maskerester på den loddebare overflade. Forholdet mellem fyldning, kapsel og maske er dækket mere detaljeret i vores HDI PCB-fremstilling.

Kobberfyldte vs. harpiksfyldte VIPPO Vias

Hvis designet kræver en fyldt, belagt via, er fyldningsmaterialet en beslutning med reelle konsekvenser. De to almindelige valg er metal og harpiks, og de er ikke udskiftelige.

• Kobberpastafyldning producerer en solid metalsøjle. Den leder varme og strøm, og den kan overpletteres direkte. Den krymper under sintring, så hullet skal være lidt mindre end målet, og det kræver en sintringsprofil, der ikke beskadiger laminatet. Dette er det rigtige valg, når viaen skal føre varme eller strøm ind i et indre lag.
• Harpiksfyld forsegler viaen og kan danne en overflade til efterfølgende planarisering og afdækning. Harpiks er generelt mindre termisk ledende end kobber, så den termiske bane skal vurderes i forhold til designmålet i stedet for at antage, at harpiksfyld og kobberfyld fungerer ens.

Der findes yderligere to varianter. Via-fyldning ved laminering bruger en film af fyldstof i prepregen, så fyldet påføres i samme pressecyklus som lamineringen, hvilket er standardruten for microvia-strukturer i sekventielle konstruktioner. Selektiv fyldning fylder kun udpegede vias på et panel, der indeholder både fyldte og ufyldte via-strukturer, hvilket er sådan et kort med termiske vias på ét område og harpiksforseglede vias andre steder fremstilles. Afvejningerne ved harpiksmetoden er beskrevet på vores side om harpiksforseglingshuller, og processens sekvensafhængige karakter er beskrevet i vores sekventielle laminering til HDI-printkort.

VIPPO PCB-monterings- og lodningskrav til BGA

Loddetransport er primært et problem, når loddetin kan trænge ind i en åben eller ufuldstændigt lukket via. En korrekt fyldt og overlåget VIPPO-pude er designet til at give en kontinuerlig loddebar overflade. Monteringsrisiko kan stadig opstå på grund af defekter i hætten, overdreven udjævning, dårlig planhed, uegnet pudegeometri eller en forkert loddepasta-mængde, så fabrikanten og montøren bør blive enige om acceptkriterierne inden den første konstruktion.

Der er tre måder at styre dette på, og de bruges i kombination:

• Defineret pad og via geometri. Angiv via diameter, pudestørrelse, stigning og den nødvendige kobberkappe, så den færdige pude understøtter komponentens fodaftryk og loddemaskedesignet.
• Stencilblændereduktion på puden. Pasta-skabelonen til den eksponerede pude er reduceret i areal, så den indledende loddevolumen matcher, hvad samlingen har brug for, i stedet for den volumen, som pudearealet antyder. Dette er en kontrol på monteringssiden, og den skal aftales med montøren, ikke kun med producenten.
• Verifikation af påfyldning, låg og planhed. Det specificerede fyldmateriale, hættens integritet og den færdige overflades planhed bør kontrolleres i forhold til tegningen. Det bedste valg af fyld afhænger af elektriske, termiske, mekaniske og pålidelighedskrav.

Designreglerne, der får dette til at fungere, er beskrevet i vores RF PCB via-design , og processen på samlingssiden er beskrevet i vores PCB-samlingsproces . Når et design har både VIPPO og et krævende termisk miljø, er det værd at aftale stencilreduktionen og via-mønsteret med både fabrikanten og sambyggeren inden den første artikel, fordi de to sider skal være konsistente.

Almindelige VIPPO PCB-fejl og pålidelighedsrisici

Dette er de defekter, som en VIPPO-konstruktion kan bestå visuel inspektion og stadig fejle i drift.

• Udfyld hulrummene. En søjle med et hulrum i midten leder mindre strøm, end tegningen antyder, og er usynlig fra overfladen. Hvor termisk ydeevne er den designmæssige drivkraft, er dette den defekt, der betyder mest, og det er derfor, det er kontrol af fyldningsprocessen snarere end fyldningsudseende, der skal forhandles.
• Delaminering af hætten. Hættebindingen adskilles fra fyldningen og efterlader et hulrum på det mest belastede punkt i strukturen. Dette bliver synligt som et åbent kredsløb efter termisk cykling.
• Defekter på hætte eller overflade. Udhulning, hulrum, adskillelse af hætten eller kontaminering af loddemasken på den færdige pude kan kompromittere loddbarhed og planhed. Acceptkriterier bør skelne mellem en fyldningsfejl og et problem med overfladefinishen eller monteringsprocessen.
• Utilstrækkelig lodning ved samlingen. Dette kan skyldes stencildesign, pastamængde, pudegeometri eller samlingsindstillinger. For at opnå en korrekt afdækket VIPPO-pude må man ikke antage, at loddetransport er årsagen, uden at inspicere den færdige via og loddeforbindelsen.
• Bar kobbereksponering og korrosion. En åben pude er bart kobber uden maskebeskyttelse. Hvis designet har en åben via og ingen specificeret overfladefinish, eller en finish der ikke kan loddes, er puden et korrosionssted.

Verifikation af integriteten af ​​belagte huller er dækket i vores interconnect stresstest (IST) , og generelle pålidelighedsovervejelser for belagte huller findes på vores side om printkortpålidelighed.

VIPPO PCB-designretningslinjer for Fine-Pitch BGA

Det er disse regler, der afgør, om pladen kan fremstilles, og de bør rettes, før illustrationen frigives, snarere end at blive opdaget under gennemgangen.

Hvor en via passerer tæt på eller gennem en nedgravet eller blind via-struktur, skal interaktionen mellem de to processer kontrolleres snarere end antages, og det er dækket på vores side om blinde og nedgravede viaer. En generel gennemgang af illustrationen i forhold til standardregler er tilgængelig via vores PCB-design til fremstillingsevne (DFM) gennemgang.

VIPPO PCB-producent til fyldte og overpladede vias

For projekter, der søger en VIPPO PCB-producent , kan Highleap gennemgå den specificerede fyldte og afdækkede via-struktur, det omgivende pad-design og inspektionskravene. Tilbuddet skal tydeligt angive, om den ønskede konstruktion bruger harpiksfyld, ledende fyld eller en anden godkendt rute, og hvilke kriterier for den færdige overflade gælder. Dette er især vigtigt for VIPPO PCB-fremstilling til BGA , hvor pad-koplanaritet og loddevolumenkontrol kan påvirke samlingsudbyttet.

For et præcist tilbud på udfyldte og afkortede via-in-pad printkort , skal du angive borefilen, viadiameter, pitch, pad-dimensioner, lagforbindelse, printkortopbygning, overfladefinish, fyldningsspecifikation og eventuelle kundeacceptstandarder. Hvis printkortet skal samles, skal du inkludere styklisten, pick-and-place-filen og samlingstegningerne, så fremstillings- og samlingskravene kan gennemgås samlet.

Information om Highleaps viafyldnings- og pletteringsproces er relevant for diskussionen om fyldning og dækning, mens HDI PCB-fremstilling er relevant, når VIPPO er en del af en tæt mikrovia eller opbygningskonstruktion. For en nøglefærdig konstruktion, drøft printpladen og samlingsomfanget gennem vores PCB-samlingsserviceteam.

• Tilbudspakke: Gerber/ODB++ data, borefil, stackup, via/pude geometri, fyldnings- og hættespecifikation, overfladefinish, mængde og inspektionskriterier.

VIPPO PCB-fremstilling – ofte stillede spørgsmål

Er VIPPO det samme som via inpad?

Nej. "Via-in-pad" beskriver placeringen af ​​viaen. VIPPO betyder Via-In-Pad Plated Over og specificerer en fyldt via med en belagt overflade. Fyldmateriale, krav til hætten, loddemaskeåbningen og overfladefinishen skal defineres separat på fabrikationstegningen.

Kan VIPPO kombineres med blinde og nedgravede vias?

Ja, men de to processer forstyrrer hinanden, og rækkefølgen er vigtig. En via, der er fyldt ved laminering, skal fyldes i en pressecyklus, og en blind via, der er begravet i det samme laminat, skal muligvis eksponeres og belægges i en senere cyklus. Plader, der kombinerer begge, findes, men de kræver en bevidst procesrute snarere end en stak af uafhængige noter.

Påvirker VIPPO impedansen af ​​de berørte net?

Det kan det, og i de fleste tilfælde gunstigt for strøm- og jordnet, fordi en fyldt og belagt via opfører sig som en massiv kobbersøjle snarere end et belagt rør med en dielektrisk kerne. På et signalnet med kontrolleret impedans har den fyldte via en anden impedans end en ufyldt, så via-modellen i simuleringen bør afspejle den færdige konstruktion.

Kan pladerne samles efter VIPPO-fremstilling?

Ja. Korrekt fremstillede VIPPO-puder er beregnet til at understøtte lodning af komponenter direkte på den belagte overflade. Samleren bør stadig gennemgå pudens geometri, stencilåbning, loddepastavolumen og anbefalinger til termiske puder, især til store, eksponerede puder eller BGA-pakker med fin pitch.

Hvordan verificeres VIPPO?

Ved tværsnit af fyldte vias på prøveenheder for at kontrollere fyldning og hætte, ved kontinuitets- og termisk modstandsmåling, hvor designet afhænger af det, og ved inspektion af den eksponerede pude for maskerester. Prøveplanen og målemetoden bør aftales i tilbuddet snarere end antages.