Κατασκευή PCB 12 επιπέδων: Στοίβαξη, Δυνατότητα και Κόστος

Η Highleap Electronics κατασκευάζει πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) 12 στρώσεων από πρωτότυπες παρτίδες μέχρι την παραγωγή, στην ίδια άκαμπτη γραμμή που κατασκευάζει πλακέτες έως και 60 στρώσεις. Οι μηχανικοί συνήθως προχωρούν σε 12 στρώσεις όταν μια στοίβα 10 στρώσεων εξαντλείται από χώρο δρομολόγησης ή επίπεδα αναφοράς για λεωφορεία υψηλής ταχύτητας, πυκνά BGA ή ξεχωριστά πεδία ισχύος. Δώδεκα στρώσεις προσθέτουν αυτόν τον χώρο διατηρώντας παράλληλα μια τυπική κατασκευή οπών, η οποία είναι συχνά απλούστερη από την επιβολή του ίδιου σχεδίου σε λιγότερα στρώματα με στοιβαγμένες μικροδιαφορές.

Αυτή η σελίδα καλύπτει τις στοίβες που κατασκευάζουμε πιο συχνά, τη δημοσιευμένη δυνατότητα κατασκευής μας, τις επιλογές υλικών, τους ελέγχους που έχουν σημασία σε αυτόν τον αριθμό στρώσεων και τι επηρεάζει την τιμή. Εάν εξακολουθείτε να αποφασίζετε εάν το προϊόν σας χρειάζεται δώδεκα στρώσεις, δείτε πού χρησιμοποιούνται οι σανίδες 12 στρώσεων . Σύντομες απαντήσεις σε συνήθεις ερωτήσεις αγοραστών συγκεντρώνονται στις Συχνές Ερωτήσεις για την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 12 στρώσεων.

Επιλογές στοίβαξης 12 στρώσεων PCB στα 1.6 mm και άνω

Οι περισσότερες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος 12 στρώσεων χρησιμοποιούν μία από τις δύο διατάξεις: έξι στρώσεις σήματος με έξι επίπεδα ή οκτώ στρώσεις σήματος με τέσσερα επίπεδα. Η επιλογή αυτή αντισταθμίζει την ακεραιότητα του σήματος με τον χώρο δρομολόγησης και θα πρέπει να διορθωθεί πριν από την έναρξη της διάταξης, επειδή ορίζει κάθε υπολογισμό σύνθετης αντίστασης στην πλακέτα.

Η έκδοση έξι επιπέδων δίνει σε κάθε επίπεδο σήματος ένα γειτονικό επίπεδο αναφοράς, το οποίο διευκολύνει τη συγκράτηση της σύνθετης αντίστασης και διατηρεί τις διαδρομές επιστροφής σύντομες. Ταιριάζει σε πλακέτες με πολλές διεπαφές υψηλής ταχύτητας. Η έκδοση τεσσάρων επιπέδων προσθέτει δύο επίπεδα δρομολόγησης συνδυάζοντας τα επίπεδα σήματος μεταξύ των επιπέδων. Η ορθογώνια δρομολόγηση μπορεί να μειώσει τη σύζευξη ευρείας πλευράς, αλλά ο επαρκής διηλεκτρικός διαχωρισμός, τα επίπεδα αναφοράς και η προσομοίωση καναλιού παραμένουν απαραίτητα. Αυτές είναι ενδεικτικές αναθέσεις λειτουργιών επιπέδων, όχι κυκλοφορούσες στοίβες κατασκευής. Τα πάχη των διηλεκτρικών, τα βάρη χαλκού και η κατανομή του χαλκού πρέπει να εξισορροπούνται γύρω από το μεσαίο επίπεδο. Οι ετικέτες από μόνες τους δεν δημιουργούν μηχανική συμμετρία. Το παράδειγμα οκτώ σημάτων περιλαμβάνει διαδοχικά επίπεδα σήματος που απαιτούν προσεκτική απόσταση μεταξύ των επιπέδων αναφοράς και ανάλυση αλληλεπιδράσεων.

Οι γενικοί κανόνες πίσω από αυτές τις επιλογές βρίσκονται στον οδηγό σχεδιασμού στοίβαξης πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) . Αν συγκρίνετε τον αριθμό των στρώσεων, οι διατάξεις στοίβαξης 10 στρώσεων και η σελίδα μας για τις πλακέτες 16 στρώσεων δείχνουν τι αλλάζει ένα βήμα προς τα κάτω και ένα βήμα προς τα πάνω.

Πόσα επίπεδα σήματος έχει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) 12 επιπέδων;

Συνήθως έξι ή οκτώ. Έξι επίπεδα σήματος με έξι επίπεδα είναι η ασφαλέστερη επιλογή για την ακεραιότητα του σήματος. Οκτώ επίπεδα σήματος με τέσσερα επίπεδα παρέχουν μεγαλύτερη περιοχή δρομολόγησης, αλλά τοποθετούν δύο επίπεδα σήματος μεταξύ κάθε ζεύγους επιπέδων. Ένας σχεδιασμός με δέκα επίπεδα σήματος και μόνο δύο επίπεδα είναι εφικτός σε χαρτί, αλλά σπάνια διατηρεί στόχους σύνθετης αντίστασης ή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και συνήθως σημαίνει ότι η πλακέτα θα πρέπει να φτάσει σε υψηλότερο αριθμό επιπέδων.

Έχει πάντα πάχος ένα PCB 12 στρώσεων 1.6 mm;

Το πιο συνηθισμένο πάχος τελικής επεξεργασίας είναι 1.6 mm, επειδή ταιριάζει σε τυπικούς συνδετήρες και οδηγούς καρτών, αλλά οι σανίδες 12 στρώσεων κατασκευάζονται επίσης στα 2.0 mm, 2.4 mm ή παχύτερες όταν φέρουν βαρείς συνδετήρες από χαλκό ή συνδετήρες με πρεσάρισμα. Το εύρος 0.2 έως 8 mm στη σελίδα δυνατοτήτων μας καλύπτει το συνολικό χαρτοφυλάκιο άκαμπτων PCB. Δεν αποτελεί εγγυημένο εύρος πάχους για κατασκευή 12 στρώσεων. Μια παχύτερη σανίδα αυξάνει την αναλογία διαστάσεων της μικρότερης οπής, επομένως το μέγεθος του τρυπανιού και το πάχος πρέπει να ελέγχονται μαζί.

Δυνατότητα κατασκευής PCB 12 στρώσεων

Δώδεκα στρώσεις βρίσκονται μέσα στη σειρά άκαμπτων PCB μας, η οποία έχει ονομαστική τιμή 60 στρώσεων. Τα παρακάτω στοιχεία προέρχονται από τη δημοσιευμένη μας δυνατότητα άκαμπτων PCB. Πρόκειται για όρια διεργασίας, επομένως μια ενιαία πλακέτα που συνδυάζει πολλά από αυτά θα πρέπει να εξεταστεί πριν από την υποβολή προσφοράς.

Σε μια πλακέτα 12 στρώσεων, τα όρια αλληλεπιδρούν. Χρησιμοποιώντας τη διάμετρο της τρυπημένης οπής, η αναλογία 1.6 / 0.15 είναι περίπου 10.7:1, ενώ η αναλογία 3.2 / 0.15 είναι περίπου 21.3:1 και υπερβαίνει το δημοσιευμένο όριο 20:1. Ούτε η ελάχιστη ούτε η μέγιστη αναλογία τρυπανιού θα πρέπει να θεωρούνται εφικτές μαζί χωρίς αναθεώρηση της επιμετάλλωσης. Η λεπτή ίχνος και ο χώρος είναι πιο εύκολο να συγκρατηθούν σε λεπτό εσωτερικό στρώμα χαλκού παρά σε βαρύ χαλκό. Η πλήρης λίστα ανοχών βρίσκεται στον πίνακα δυνατοτήτων άκαμπτων PCB.

Μπορεί μια πλακέτα 12 στρώσεων να χρησιμοποιήσει τυφλές και θαμμένες διόδους;

Ναι. Οι τυφλές οπές διέλευσης συνδέουν ένα εξωτερικό στρώμα με τα εσωτερικά στρώματα, οι θαμμένες οπές διέλευσης συνδέουν μόνο τα εσωτερικά στρώματα και οι μικροοπές λέιζερ φτάνουν τα 0.075 mm. Η απαιτούμενη ακολουθία ελασματοποίησης και διάτρησης εξαρτάται από την αρχιτεκτονική των οπών διέλευσης. Πολλά ανοίγματα μπορούν να μοιράζονται ένα στάδιο διεργασίας. Οι διαδοχικές κατασκευές μπορεί να προσθέσουν κόστος και χρόνο παράδοσης. Πολλά σχέδια 12 στρώσεων λειτουργούν ως απλή κατασκευή διαμπερούς οπής. Χρησιμοποιήστε τυφλή και θαμμένη κατασκευή οπών διέλευσης όταν το απαιτεί πραγματικά η διάσπαση BGA ή η περιοχή της σανίδας.

Υλικά για πλακέτες κυκλωμάτων 12 στρώσεων

Η επιλογή υλικού για μια πλακέτα 12 στρώσεων εξαρτάται από δύο παράγοντες: τη θερμότητα που δέχεται η πλακέτα κατά την πλαστικοποίηση και τη συναρμολόγηση χωρίς μόλυβδο, και την απώλεια σήματος που μπορούν να ανεχθούν οι ταχύτερες διεπαφές σας. Το πλαστικοποιημένο υλικό αποτελεί μεγάλο μέρος του κόστους της πλακέτας, επομένως αξίζει να επιλέξετε το υλικό από αυτές τις δύο απαιτήσεις αντί να επιλέξετε το πιο ακριβό.

• Υψηλή Tg FR-4 είναι το συνηθισμένο σημείο εκκίνησης για σανίδες 12 στρώσεων. Για την αξιοπιστία της επανακυκλοφορίας, αξιολογήστε την Tg μαζί με τον συντελεστή θερμικής τριβής (CTE) του άξονα Z, τη θερμοκρασία αποσύνθεσης (Td), τις βαθμολογίες χρόνου αποκόλλησης, τον χειρισμό της υγρασίας και το προφίλ συναρμολόγησης. Η Tg από μόνη της δεν εγγυάται την αξιοπιστία των επιμεταλλωμένων οπών. Δείτε τις σημειώσεις μας σχετικά με ελασματοποιημένα υλικά υψηλής Tg.
• Φυλάγματα χαμηλών και πολύ χαμηλών απωλειών χρησιμοποιούνται όταν μεγάλα κανάλια υψηλής ταχύτητας θα έχαναν πολύ σήμα στο πρότυπο FR-4. Οι επιλογές και οι συμβιβασμοί καλύπτονται στο υλικά για PCB με υψηλό αριθμό στρώσεων.
• Υβριδικά stackups τοποθετήστε RF laminate στα στρώματα που το χρειάζονται και FR-4 αλλού, κάτι που διατηρεί χαμηλό το κόστος σε πλακέτες μικτού σήματος. Κατασκευάζουμε Rogers και υβριδικές στοίβες FR-4 όταν ένα σχέδιο το απαιτεί.

Τι Tg πρέπει να χρησιμοποιεί μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 12 στρώσεων;

Μια συμβατή με μόλυβδο συμβατή με FR-4 υψηλής Tg ποιότητας είναι ένα κοινό σημείο εκκίνησης, αλλά ο αριθμός των στρώσεων από μόνος του δεν ορίζει μια απαιτούμενη Tg. Ελέγξτε τα Tg, Td, τον συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE) του άξονα Z και την απόδοση αποκόλλησης σε σχέση με το πάχος της σανίδας, μέσω γεωμετρίας, κύκλων επανακυκλοφορίας και θερμοκρασίας λειτουργίας. Αναφέρετε το προφίλ συναρμολόγησης και επανακατασκευής όταν ζητάτε τη στοίβαξη.

Πώς ελέγχουμε την καταχώρηση, την αντίσταση και την αξιοπιστία μέσω 12 επιπέδων

Τα περισσότερα ελαττώματα των 12 στρώσεων προέρχονται από τρεις πηγές: κακή ευθυγράμμιση των εσωτερικών στρώσεων, μετατόπιση της σύνθετης αντίστασης και αδύναμες επιμεταλλωμένες οπές. Οι έλεγχοι διεργασίας μας στοχεύουν σε κάθε μία από αυτές.

Κόστος πλακέτας 12 επιπέδων: Τι επηρεάζει την τιμή

Η τιμή μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) 12 στρώσεων εξαρτάται περισσότερο από τον τρόπο κατασκευής της παρά από τον αριθμό των στρώσεων. Δύο πλακέτες 12 στρώσεων του ίδιου μεγέθους μπορεί να διαφέρουν αρκετές φορές στην τιμή, ανάλογα με το τι απαιτεί το σχέδιο.

• Κύκλοι πλαστικοποίησης: Μια κατασκευή οπής διέλευσης πιέζεται μία φορά. Οι αρχιτεκτονικές τυφλών και θαμμένων οπών ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετα στάδια επεξεργασίας. Ο αριθμός των κύκλων εξαρτάται από την πλήρη ακολουθία κατασκευής και όχι απλώς από τον αριθμό των ανοιγμάτων οπών διέλευσης.
• Υλικό: Τα ελάσματα χαμηλών απωλειών και RF κοστίζουν πολύ περισσότερο από τα FR-4 υψηλής Tg, και μια υβριδική στοίβαξη περιορίζει το κόστος για τα στρώματα που το χρειάζονται.
• Χαρακτηριστικά τρυπανιού και διέλευσης: Μικρά τρυπάνια, υψηλές αναλογίες διαστάσεων, οπίσθια διάτρηση και γεμισμένο ή καλυμμένο via-in-pad προσθέτουν το καθένα βήματα διαδικασίας.
• Αντίσταση και πεδίο δοκιμής: Πολλές δομές ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης σημαίνουν περισσότερο σχεδιασμό και μέτρηση κουπονιών.
• Φινίρισμα, χρήση πάνελ και ποσότητα: Η ENEPIG και ο σκληρός χρυσός κοστίζουν περισσότερο από την ENIG. Το πόσο καλά γεμίζει το περίγραμμα τον πίνακα παραγωγής και η ποσότητα παραγγελίας καθορίζουν το κόστος ανά μονάδα.

Είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 12 στρώσεων πολύ πιο ακριβή από μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 10 στρώσεων;

Συνήθως όχι πολύ, αν και οι δύο κατασκευές είναι με διαμπερή οπή. Η μετάβαση από 10 σε 12 στρώσεις προσθέτει χαλκό με σχέδια και διηλεκτρική επεξεργασία. Η διάταξη του πυρήνα, η διάτρηση και η ακολουθία πλαστικοποίησης εξαρτώνται από το σχέδιο. Τα μεγάλα άλματα κόστους προέρχονται από τη διαδοχική πλαστικοποίηση και τα ειδικά υλικά. Μια πλακέτα 12 στρώσεων με διαμπερή οπή μπορεί επομένως να κοστίσει λιγότερο από μια πλακέτα 10 στρώσεων που χρειάζεται τυφλές οπές για να ταιριάζει στην ίδια δρομολόγηση.

Τι να στείλετε για μια προσφορά για πλακέτα 12 επιπέδων

Ένα πλήρες πακέτο δεδομένων υποστηρίζει γρήγορη προσφορά και μειώνει τους γύρους διευκρίνισης. Η Highleap διαφημίζει μια υπηρεσία προσφοράς δύο ωρών. Πολύπλοκες στοίβες, ειδικά υλικά ή ελλιπή δεδομένα ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετο μηχανικό έλεγχο πριν από την επιβεβαίωση της τιμής και της παράδοσης. Τα στοιχεία που λείπουν, συνήθως ο πίνακας σύνθετης αντίστασης ή η στοίβαξη, είναι η συνήθης αιτία μιας καθυστερημένης προσφοράς.

• Στοιχεία κατασκευής: Gerber ή ODB++, αρχεία τρυπήματος με πίνακα δομής via και το περίγραμμα του πίνακα.
• Στιβάζω: το σχέδιό σας στοίβαξης ή το τελικό πάχος και τη σειρά στρώσεων, ώστε να μπορέσουμε να προτείνουμε ένα.
• Πίνακας σύνθετης αντίστασης: τιμές-στόχοι, ανοχή, πλάτος ίχνους και επίπεδα αναφοράς για κάθε ελεγχόμενη δομή.
• Υλικό και φινίρισμα: laminate ή απαιτούμενη Tg και κατηγορία απώλειας, βάρη χαλκού και φινίρισμα επιφάνειας.
• Αποδοχή: Κατηγορία IPC, τυχόν απαίτηση για οπίσθια διάτρηση ή διέλευση από το δάπεδο, καθώς και οι ποσότητες και οι ημερομηνίες για το πρωτότυπο και την παραγωγή.

Αν η διάταξη δεν έχει ακόμη παγώσει, στείλτε την ούτως ή άλλως. Μια αναθεώρηση DFM σε αυτό το στάδιο μπορεί να εντοπίσει μια μη ισορροπημένη στοίβαξη ή έναν υπερβολικά σφιχτό δακτύλιο, ενώ η επισκευή είναι ακόμα φθηνή.

Μπορεί η Highleap να συναρμολογήσει και τις σανίδες 12 στρώσεων;

Ναι. Μπορούν να συμπεριληφθούν η συναρμολόγηση SMT και διαμπερούς οπής, η προμήθεια και η επιθεώρηση εξαρτημάτων. Το βήμα της συσκευασίας, το μέγεθος των εξαρτημάτων και το AOI/ακτινοσκόπιο επιβεβαιώνονται με βάση το BOM και τα δεδομένα συναρμολόγησης. Με τη συναρμολόγηση "με το κλειδί στο χέρι" , ένας προμηθευτής κατέχει την άδεια πλακέτα, την προμήθεια εξαρτημάτων και τη συναρμολόγηση, επομένως ένα πρόβλημα απόδοσης εντοπίζεται στην αιτία του χωρίς να μετακινείται μεταξύ προμηθευτών.