10-kerroksinen HDI-piirilevytekniikka mikroputkille ja BGA-poistoille

10-kerroksista HDI-piirilevyä ei määritellä pelkästään kymmenellä kuparikerroksella tai hienojakoisella BGA-levyllä. Se on kymmenkerroksinen piirilevy, jossa käytetään yhtä tai useampaa tiheää yhteenliitäntätekniikkaa – yleensä laserporattuja mikroreikiä, sokeita tai haudattuja yhteenliitäntöjä, läpivientiä padissa, peräkkäistä rakennetta, hienoa johdingeometriaa tai näiden yhdistelmää – sellaisten reitityskanavien luomiseksi, joita perinteinen läpireikäpinnoitus ei pysty tarjoamaan käytettävissä olevalle piirilevyalueelle. Hyvä HDI-suunnittelu alkaa siis reititys- ja luotettavuusongelmasta, ei muodikkaasta rakennemerkinnästä.

Highleap Electronics valmistaa perinteisiä ja HDI-monikerroslevyjä ja tarkistaa koko yhteenliitäntäarkkitehtuurin ennen pinoamisen julkaisua. Arvioinnin tulisi yhdistää neljä päätöstä, joita usein käsitellään erikseen: pakkauksen poistostrategia, kerrostasojen määrä, materiaali ja dielektrinen rakenne sekä kelpoisuussuunnitelma. Projektikohtainen DFM ja pinoamiskatsaus on sopiva piste näiden päätösten vahvistamiseen. Yleisiä tehdastietoja on saatavilla osoitteessa HDI-piirilevyjen valmistussivu, kun taas tämä artikkeli keskittyy kymmenkerroksisiin suunnitteluvalintoihin.

Kun 10-kerroksinen piirilevy todella tarvitsee HDI:tä

HDI on perusteltua, kun se ratkaisee mitattavan tiheys-, sähkö-, mekaanisen tai luotettavuusrajoitteen. Sitä ei pitäisi lisätä pelkästään siksi, että tuote sisältää 0.5 mm:n BGA:n, käyttää nopeaa rajapintaa tai sitä kuvataan ensiluokkaiseksi suunnitteluksi. Joissakin 0.5 mm:n paketeissa on reilusti vähennyskuvioita, ja ne voidaan välttää yhdellä mikroputkitasolla. Muissa samalla jakovälillä olevissa paketeissa on täydet pallokentät, useita tehoalueita ja useita suurnopeuksisia pareja, ja ne saattavat vaatia kaksi keruutasoa tai eri kerrosmäärän. Pakettipinnien kartoituksella on vähintään yhtä paljon merkitystä kuin nimellisjaolla.

Tyypillisiä syitä käyttää HDI:tä kymmenkerroksisella levyllä

• Paketin pako: BGA:n sisärivejä ei voida saavuttaa käytettävissä olevalla läpireiän läpi kulkevalla pad- ja antipad-geometrialla.
• Reitityskanavan palautus: Suuret läpivirtauskentät vievät liikaa tilaa useilla kerroksilla ja estävät teho- tai referenssitasoja.
• Lyhyemmät pystysuuntaiset siirtymät: Sokeat mikroläpiviennit voivat vähentää tarpeetonta läpivientipituutta ja loisinduktanssia, kun kohdesignaalikerros on lähellä komponentin puolta.
• Sijoittelu tyynyn kautta: Täytetty ja tasoitettu mikroaukko vaaditaan suoraan komponentin tasoitusalueelle fanout-tiheyden säilyttämiseksi.
• Kompakti mekaaninen kuori: Levyn ääriviivat eivät voi kasvaa, ja lisäreitityskerrokset loisivat kohtuuttomia paksuus-, kustannus- tai kuvasuhderajoituksia.
• Ositettu yhteenliitäntä: valitut alueet tarvitsevat HDI:tä, kun taas tiheämmin asutut alueet voivat pysyä tavanomaisina, mikä mahdollistaa osittaisen HDI-rakenteen kaikkien kerrosten ratkaisun sijaan.

Tapaukset, joissa HDI ei välttämättä ole paras ensimmäinen vastaus

Jos ruuhkautumisen aiheuttaa komponenttien huono suuntaus, tarpeettomat kerrosvaihdot, ylisuuret antipadit, liialliset ulkonevat osat tai tehoton virtajohtojen liitäntästrategia, mikroläpivientien lisääminen voi pikemminkin peittää asetteluongelman kuin ratkaista sen. Levyn ääriviivan hieman suurentaminen, BGA-väestönpoistoasetuksen muuttaminen, yhden signaaliryhmän siirtäminen toiselle puolelle tai perinteisen kaksitoistakerroksisen levyn käyttö voi olla pienemmän riskin kuin monimutkaisen kymmenenkerroksisen HDI-rakenteen pakottaminen. Suunnittelukatselmuksessa tulisi vertailla näitä vaihtoehtoja ennen valmistusluokan vahvistamista.

Kuinka lukea ja valita 1+8+1, 2+6+2 ja 3+4+3

Yleisessä symmetrisessä merkinnässä A+B+AJokainen ”A” on keskeisen ”B”-kerroskokoonpanon ulkopuolelle lisättävien kuparikerrosten lukumäärä. Luvut lasketaan yhteen kuparikerrosten kokonaismäärän. Siksi 1+8+1, 2+6+2 ja 3+4+3 ovat kaikki kymmenkerroksisia rakenteita. Merkintätapa ei sinänsä määrittele jokaista läpivientiliitäntää, puristustoimintojen tarkkaa lukumäärää, kerrosten toimintoja tai sitä, sisältääkö keskeinen kokoonpano maanalaisia ​​läpivientejä. Nämä tiedot kuuluvat valmistuspiirustukseen ja hyväksyttyyn pinoamiseen.

Älä valitse kerrostusta pelkästään BGA-jaosta

Rakentamispäätös on tehtävä valmiin poistumistutkimuksen perusteella. Tutkimuksen tulisi vähintään osoittaa kotelosta poistuvien signaalirivien lukumäärä, tehon ja maadoituksen sijoittelu, parien välinen etäisyys, referenssitason jatkuvuus, kunkin signaalikerroksen suunniteltu fanout-suunta sekä vierekkäisten liitäntäpisteiden tai maayhteyksien välillä käytettävissä olevien reittien lukumäärä. 2+6+2-levy ei ole automaattisesti "parempi" kuin 1+8+1; se on perusteltu vain silloin, kun toinen rakentamistaso luo reititysyhteyden, jota ensimmäinen taso ei voi tarjota.

Minkä tahansa kerroksen yhteenliitäntä on erillinen päätös

Millä tahansa tasolla toimiva HDI käyttää normaalisti täytettyjä mikroreikiä yhdistämään peräkkäiset kerrosparit koko rakenteessa. Se tarjoaa maksimaalisen vertikaalisen reitityksen joustavuuden, mutta luo myös enemmän täytettyjä rajapintoja, enemmän prosessisilmukoita ja enemmän mahdollisuuksia rekisteröintiin tai rajapintavirheisiin. Sitä ei tule käyttää oletusarvoisena korvikkeena pakoarkkitehtuurin täydentämiselle. Kun mitä tahansa tasoa vaaditaan, piirustuksessa tulee yksilöidä sallitut läpivientipinot, kielletyt pinokorkeudet, ohitusläpivientisäännöt ja luotettavuustestiajoneuvo.

Mikroviageometria, sieppaustyynyt ja Via-in-Pad

Mikroläpivientisäännöistä on sovittava valmistajan kanssa ottaen huomioon todellinen dielektrinen paksuus, laserjärjestelmä, folioiden käsittely, kuparitäyttöprosessi ja rekisteröintiominaisuudet. Yleispätevä ”75 µm:n läpivienti ja 225 µm:n alusta” -sääntö ei ole turvallinen kaikille laminaateille tai kaikille kerrostasoille. Sama nimellinen laseraukko voi tuottaa erilaiset sisääntulo-, seinämän keskiosan ja kohdealustan olosuhteet, kun hartsijärjestelmä, lasityyppi tai kuparifolio muuttuvat.

HDI-suunnittelukatselmukseen kuuluvat parametrit

• Laserilla avattu ja viimeistelty geometria: Ilmoita, onko mitta taideteoksen aukko, nimellinen sisäänkäynnin halkaisija, valmiin yläosan halkaisija vai pienimmän tavoitehalkaisija.
• Dielektrinen paksuus: Käytä mikroläpiviennin kohdassa puristettua dielektristä paksuutta, älä puristamattoman prepregin luetteloarvoa.
• Kuvasuhde: Valmistajan tulee vahvistaa hyväksytty syvyys-halkaisija-ikkunansa. Konservatiivisessa suunnittelussa vältetään yleensä läpiviennin tekeminen syvemmälle kuin sen tehollinen halkaisija.
• Valtaa maata: Mitoita se laserin halkaisijan, tarvittavan rengasmaisen viivan, kohdistusbudjetin ja kohdistusalustan käsittelykyvyn perusteella.
• Antipad: Määritä se sähköisen välyksen, impedanssikentän vuorovaikutuksen ja valmistusrekisteröinnin perusteella; se ei ole sieppausalustan kiinteä jatke.
• Kuparitäyte: Määrittele täyttömenetelmä, sallittu kuoppa tai kohouma, planarisointivaatimus ja tukeeko läpivienti toista mikroläpivientiä vai komponenttiliitäntää.
• Kuparin pinta täyttöjen jälkeen: Tarkista, lisäävätkö käärepinnoitus ja täyttöpinnoitus ulkokuorta vai kertyvätkö kupari hienoviivaisen syövytysikkunan ulkopuolelle.

Käytännöllinen aloitusikkuna – ei irtisanomissääntö

Monissa tuotantokäyttöön tarkoitetuissa HDI-malleissa käytetään lasermikroläpivientejä, joiden halkaisija on noin 75–125 μm, ja puristettuja eristeitä, joiden paksuus on noin 50–100 μm. Nämä arvot ovat hyödyllisiä varhaisissa sijoittelututkimuksissa, mutta ne eivät ole valmistuslupa. Ikkunan reunalla oleva malli voi muuttua valmistuskelvottomaksi sen jälkeen, kun varsinainen lasirakenne, hartsipitoisuus, kohdekupari ja valmis kupari on valittu. Hyväksytyn pinoamis- ja DFM-vasteen on ohitettava yleiset kirjastoarvot.

Via-in-pad, filled via ja capped via eivät ole keskenään vaihdettavia termejä.

Komponenttipinnan sisään sijoitettu läpivienti on yleensä täytettävä ja tasoitettava, jotta juote ei valu reikään ja kokoonpanoalusta pysyy tasaisena. HDI-mikroläpiviennissä kuparitäyttöä käytetään yleisesti, kun läpivienti tukee BGA-alustaa tai muuta pinottua mikroläpivientiä. Hartsitäytteinen ja kuparipäällysteinen mekaaninen läpivienti on rakenne, jolla on erilaiset käsittely- ja luotettavuusnäkökohdat. Valmistustiedoissa tulee yksilöidä läpiviennin tyyppi, täyttömateriaali, kannen vaatimukset, hyväksyttävä pinnan painauma ja tarkastusmenetelmä.

Maattomat tai erittäin pienet rakenteet vaativat erillisen kelpuutuksen

Suunnitelmia, jotka minimoivat tai poistavat tavanomaiset sieppauspinnat, käyttävät erittäin hienoja lisäainejohtimia tai toimivat alustan kaltaisessa geometriassa, ei tule esittää rutiininomaisena laajennuksena standardille subtraktiiviselle HDI:lle. Ne edellyttävät prosessikohtaista kykyjen tarkastelua, erityisiä taideteossääntöjä, tarkastuskriteerejä ja sovittua tuotantopolkua. Kymmenen kerroksen määrä ei automaattisesti tee SLP-rakenteesta saatavilla.

Pinotut, porrastetut ja ohitetut mikroläpiviennit

Porrastetut mikroläpiviennit

Porrastetut mikroläpiviennit on porrastettu peräkkäisillä kerrostasoilla ja yhdistetty lyhyellä johdinsegmentillä välikerroksessa. Ne vievät enemmän reititystilaa kuin pystysuora pino, mutta ne välttävät kaikkien rajapintojen sijoittamisen samalle akselille ja yleensä yksinkertaistavat kuparitäyttöä. Kun kotelon geometria sallii porrastuksen häiritsemättä signaalin poistumista tai tasoyhtenäisyyttä, porrastetut rakenteet ovat usein vähemmän riskialtis lähtökohta.

Pinotut mikroläpiviennit

Pinotut mikroläpiviennit sijoittavat peräkkäiset täytetyt läpiviennit samalle akselille. Ne säilyttävät pienimmän pystysuuntaisen liitäntäalueen jalanjäljen ja voivat olla tarpeen tiheissä täysruudukkoisissa pakkauksissa. Niiden luotettavuus riippuu muustakin kuin läpiviennin halkaisijasta: kohdealustan valmistelusta, kuparitäyttölaadusta, rajapinnan puhtaudesta, pinnoitusrakenteesta, toistuvasta laminointialtistuksesta ja pinottujen tasojen lukumäärästä. Alan kokemus on tunnistanut piileviä rajapintavikoja joissakin pinotuissa rakenteissa, joten suunnittelussa ei pitäisi pitää visuaalisesti hyväksyttävää mikroleikkausta ainoana luotettavuuden todisteena.

Ohita mikroläpiviennit

Ohitusmikroläpivienti kulkee useamman kuin yhden dielektrisen kerroksen läpi saavuttaakseen ei-viereisen kohteen. Se ei ole pelkästään syvempi versio viereisen kerroksen läpiviennistä. Laserin on poistettava useita hartsi-/lasirakenteita säilyttäen samalla kohdealueen eheys, ja lisääntynyt syvyys voi kaventaa pätevän prosessi-ikkunan rajaa. Ohitusläpivientejä tulisi käyttää vain, kun valmistaja on pätevöitänyt tarkan dielektrisen yhdistelmän, syvyyden, aukon ja kohderakenteen. Piirustuksessa tulee ilmoittaa, sallitaanko ohitusläpiviennit; niitä ei tule esittää epäsuorasti.

Hybridirakenteet

Levyllä voidaan käyttää porrastettuja mikroreikiä useimmissa kohdissa, pinottuja pareja vain siellä, missä reititys sitä vaatii, haudattuja mekaanisia reikiä keskellä olevassa alikokoonpanossa ja läpireikiä liittimille. Tämä yhdistetty arkkitehtuuri on usein taloudellisempaa ja kestävämpää kuin yhden reikätyypin pakottaminen koko suunnitteluun. Se vaatii kuitenkin reikäkartan, joka selvästi tunnistaa aloitus- ja lopetuskerrokset ja estää vahingossa tapahtuvan pinoamisen epäluotettavilla rajapinnoilla.

Peräkkäinen laminointi ja HDI-prosessivirta

Peräkkäinen kerrostaminen on toistuva valmistuskierros, ei yksittäinen laminointi, jota seuraa laserporaus. Jokainen uusi lisätty dielektrinen/kuparipari on laminoitava, kohdistettava, kuvattava tarpeen mukaan, laserporattava, puhdistettava, metalloitava ja – kun sen päälle pinotaan uusi mikroaukko – täytettävä ja tasoitettava ennen seuraavan kerrostamiskerroksen lisäämistä.

Edustava 2+6+2 virtaus

1. Rakenna kuusikerroksinen keskusosakokoonpano. Sisäkerrokset kuvataan, syövytetään ja tarkastetaan. Jos keskellä on haudattuja reikiä, poraus, metallointi ja ylimääräinen sublaminointi voivat olla tarpeen ennen kuin keskusta on valmis.
2. Lisää ensimmäinen keruupari. L2:n ja L9:n dielektriset materiaalit ja kupari on laminoitu keskelle. Rekisteröinnin kompensointi perustuu keskeisen osakokoonpanon mitattuun liikkeeseen.
3. Luo ensimmäisen tason mikroläpiviennit. Laserporaa L2-L3 ja L9-L8, puhdista, metalloi ja pinnoita tai täytä ne seuraavan tason arkkitehtuurin mukaisesti.
4. Lisää toinen keruupari. Laminoi L1 ja L10 valmisteltujen pintojen päälle.
5. Luo ulommat mikroläpiviennit. Laserpora L1-L2 ja L10-L9. Täydennä täyttö-/tasoitusasennuksella komponentin laskeutumiskohdissa.
6. Muotoile loput läpireiät tai syvyyssäädetyt reiät. Mekaaninen poraus, rasvanpoisto ja pinnoitusreikien läpikäsittely järjestyksessä säilytetään hyväksytty kuparirakenne.
7. Suorita ulkokerros, maski, viimeistely, profiili ja testaustoimenpiteet loppuun.

Tässä esimerkissä on kyse keskikokoonpanopuristimesta ja kahdesta kokoonpanopuristimesta. Sen kutsuminen "kaksi- tai kolmitahtiseksi" levyksi määrittelemättä, lasketaanko keskipuristin mukaan, aiheuttaa hämmennystä osto- ja suunnitteluvaiheessa. Tarjouksen ja toimitustavan tulisi ilmoittaa todellinen prosessin järjestys pikemminkin kuin luottaa lyhenteisiin.

Mitä toistuva laminointi muuttaa

• Ulottuvuusliike kasaantuu. Taideteoksen skaalauksen ja porauskompensaation on perustuttava materiaalijärjestelmään, paneelin suuntaan ja mitattuun prosessihistoriaan.
• Hartsin virtaus rajoittuu. Täytetyt kuparirakenteet, tasotiheys ja paikallinen kuparin epätasapaino voivat aiheuttaa hartsivajetta tai epätasaista dielektristä paksuutta.
• Pintakupari voi kertyä. Toistuva kääriminen, täyttö ja paneelien pinnoitus voivat heikentää ohuiden ulko- tai kerrosjohtimien syövytystä.
• Lämpötilahistoria kasvaa. Materiaalivalinnassa on otettava huomioon pätevän puristuksen ja kokoonpanon rasitus, mutta pelkkä hajoamislämpötila ei ratkaise soveltuvuutta.
• Ilmoittautumisbudjetit kiristyvät. Syvin pino riippuu useista itsenäisesti rekisteröidyistä kuvista, lasersäteilykuvioista ja kohdetyynyistä.

Täydellinen valmistusjärjestys selitetään 10-kerroksisen piirilevyn valmistusprosessin opasHDI-piirustuksen tarkoituksena on tehdä prosessista yksiselitteinen: jokaisella rei'illä on oltava aloituskerros, lopetuskerros, täyttöehto ja sallittu suhde sen ylä- ja alapuolella oleviin rei'ihin.

BGA:n pakosuunnittelu piki- ja pin-kartan avulla

Pakettiväli on hyödyllinen seulontaparametri, mutta se ei yksinään pysty ennustamaan tarvittavaa kerrostumista. Lopullinen poistuminen riippuu maadoitusalueen halkaisijasta, juotosmaskistrategiasta, pallojen tyhjennyksestä, rivien lukumäärästä, tehon ja maan jakautumisesta, differentiaaliparivaatimuksista, sallitusta kavennuksesta, käytettävissä olevista signaalikerroksista ja siitä, voivatko reitit kulkea maadoitusalueiden tai mikrovia-sieppausalueiden välillä.

0.8 mm jako

Monet 0.8 mm:n BGA-reitittimet voidaan reitittää tavanomaisella koiranluu-fanoutilla ja mekaanisesti poratuilla läpivienneillä, varsinkin kun kotelo ei ole täysi ruudukko. HDI voi silti olla hyödyllinen läpivientien tukkeutumisen vähentämiseksi, referenssitasojen säilyttämiseksi tai valittujen suurnopeussiirtymien lyhentämiseksi, mutta sitä ei pidä olettaa välttämättömäksi.

0.65 mm jako

0.65 mm:n paksuudella sekä perinteiset että HDI-ratkaisut ovat mahdollisia. 1+8+1-arkkitehtuuri, jossa on läpivientilevy, voi yksinkertaistaa fanout-liitäntää, mutta valinta riippuu siitä, voidaanko sisemmät rivit saavuttaa rikkomatta rengasmaisen renkaan, juotosmaskin tai reitityskanavan vaatimuksia. Virta-läpivientikuvio ratkaisee usein onnistumisen enemmän kuin signaalien määrä.

0.5 mm jako

0.5 mm:n täysruudukkoinen BGA hyötyy usein mikroläpivienneistä padissa. Yksi kerrostaso voi riittää tyhjennetylle paketille tai vaatimattomalle rivimäärälle; tiheä täysmatriisi voi vaatia kaksi tasoa tai tarkistetun kerrosmäärityksen. On turvatonta luvata, että jokainen 16-rivinen paketti voidaan poistaa 2+6+2:lla ilman nastakartan, pariluokkien ja tehonjaon tarkistamista.

0.4 mm jako

0.4 mm:n jaolla sieppauspinnan geometria, juotosmaskin määrittely, kaulan alasvienti ja kuparitäytteen tasoitus ovat kriittisiä. Monitasoinen HDI on yleinen, mutta 3+4+3 ei ole automaattisesti välttämätöntä. Jotkin paketit voidaan poistaa kahdella kerrostasolla ja huolellisella tyhjennyksellä; toiset vaativat minkä tahansa kerroksen, hienompia johtimia tai alustan kaltaisen prosessin. Valmistusreitti on vahvistettava ennen kuin juotospinnan kuvio ja läpivientikirjasto jäädytetään.

Alle 0.4 mm:n nousu

Alle 0.4 mm:n kotelot voivat siirtää suunnittelua perinteisestä substraktiivisesta HDI-menetelmästä kohti modifioitua puoliadditiivista tai alustan kaltaista valmistusta. Tämä siirtymä vaikuttaa johtimen muotoon, kuparin paksuuteen, tarkastukseen, juotosmaskin kohdistukseen, paneelin muotoon ja toimittajan kelpuutukseen. Sitä tulisi käsitellä eri prosessiluokkana sen sijaan, että sitä mainostettaisiin rutiininomaisena "pienempien mikroputkien" vaihtoehtona.

Mitä pakotutkimuksen tulisi tarjota

• kerros kerrokselta -hävityskuva tiheimmästä pakkauskvadrantista;
• ehdotettuun pinoamiseen sidottu mikrovia- ja sieppausmaakirjasto;
• käytettävissä olevien reitityskanavien määrä kerrosta kohden;
• teho ja maa allokoinnin kautta, mukaan lukien lentokoneisiin kohdistuvat iskunvaimentimien estäjät;
• kunkin suurnopeusreitin referenssitason tunnistaminen;
• syvin vaadittava sokea liitos ja kaikki väistämättömät läpivientipinot;
• luettelo oletuksista, jotka edellyttävät valmistajan hyväksyntää.

Materiaalit, impedanssi ja signaalin eheys

HDI-materiaalin valinta on yhdistetty prosessi, luotettavuus ja sähköinen päätös. Alhainen häviökerroin ei automaattisesti tee laminaatista sopivaa peräkkäiseen rakentamiseen, eikä korkea hajoamislämpötila automaattisesti takaa mikroputkien luotettavuutta. Tarkat ydin- ja prepreg-rakenteet, kuparifoliokäsittely, hartsin virtaus, mittapysyvyys, laservaste ja pätevä puristusresepti ovat kaikki tärkeitä.

Olennaisia ​​kysymyksiä kymmenkerroksiselle HDI-pinolle

• Onko valittu prepreg saatavilla lasityylillä ja hartsipitoisuudella, jotka tuottavat vaaditun puristetun dielektrisen paksuuden?
• Onko valmistaja karakterisoinut mittamuutoksen ehdotetun lukumäärän rakennepuristimia käytettäessä?
• Poraako ja poistaako hartsijärjestelmä laserilla tahrat siististi määritellyllä mikroreikien syvyydellä?
• Voiko kuparitäyttöprosessi täyttää tasaisuusvaatimukset ilman, että pintaan syntyy liikaa kuparia?
• Onko laminaatti hyväksytty aiotulle kokoonpanon uudelleensulatusprofiilille ja mahdollisille uudelleentyöstöaltistuksille?
• Ovatko suurnopeuskanavien suunnittelussa käytettävät Dk-, Df- ja kuparin karheusarvot saatavilla varsinaisille rakenteille – eivätkä ne ole vain tuoteperhekohtaisen datalehden otsikossa?

Huippusuorituskykyiset materiaaliperheet, kuten Panasonic MEGTRON, Isola I-Tera tai Tachyon ja Rogers RO4000 -sarjan materiaalit, kattavat erilaisia ​​sähkö- ja prosessointitarpeita. Niitä ei pitäisi julistaa keskenään vaihdettaviksi pelkästään siksi, että niiden nimelliset Dk- tai Df-arvot näyttävät olevan lähellä toisiaan. Vaihto voi muuttaa impedanssia, lisäyshäviötä, lasikudoksen käyttäytymistä, puristuspaksuutta, porausvastetta ja laminointiliikettä. Materiaalivaihtoehtoja tulisi valvoa hyväksytyn luettelon tai asiakkaan kirjallisen valtuutuksen avulla pinoamislaskennan jälkeen.

Hallittu impedanssi HDI-alueella

Mikroputkikenttien lähellä olevat hienot johtimet ovat herkkiä valmiille kuparille, dielektriselle paksuudelle, juotosmaskille, paikallisille tasoaukoille ja syövytysmuodolle. Impedanssimallin tulisi käyttää ehdotettua todellista pinoamista ja sisällyttää kapea, alaspäin suuntautuva segmentti, jos sillä on sähköistä merkitystä. Yleinen kirjastoarvo, kuten "3 milin linja vastaa 50 ohmia", ei ole siirrettävissä materiaalijärjestelmien tai kuparipainojen välillä.

Valmistuspaketin tulee yksilöidä jokainen impedanssiluokka kerroksen, geometrian, referenssitason, kohteen ja toleranssin mukaan. Toimittaja palauttaa sitten tuotantolinjan leveyden ja dielektrisen rakenteen hyväksyttäväksi. TDR-todennuksen tulee noudattaa hankintadokumentaatiota ja sopivaa kuponkimallia; kuponkien lukumäärä ja sijoittelu ovat sovittuja vaatimuksia, eivätkä automaattisesti "yksi paneelin puolikasta kohden" tai "yksi paneelin neljännestä kohden". Lisätietoja on saatavilla impedanssin säätötekniikan opas.

Mikroläpiviennit eivät poista siirtymäanalyysin tarvetta

Lyhyemmässä sokkoläpiviennissä on yleensä vähemmän käyttämättömiä pätkiä kuin läpiviennissä, mutta siirtymä sisältää silti pad-kapasitanssin, antipad-epäjatkuvuuden, paluureitin geometrian ja mahdollisesti referenssitason muutoksen. Nopeat kanavat tulisi arvioida täydellisinä yhteenliitäntöinä. Joissakin tapauksissa taaksepäin porattu läpivienti on parempi kuin korkea mikroläpivientipino; toisissa matala mikroläpivienti on puhtaampi ratkaisu. Valinnan tulisi perustua kanava- ja luotettavuusanalyysiin, ei sääntöön, jonka mukaan HDI on aina sähköisesti parempi.

Kelpoisuus-, luotettavuustestaus- ja tuotantotarkastus

IPC-6016-standardia ei pitäisi määritellä nykyiseksi HDI-levyjen hyväksymisstandardiksi. Se peruttiin, ja asiaankuuluvat HDI-vaatimustenmukaisuusvaatimukset siirrettiin sovellettaviin tuotespesifikaatioihin. Jäykän kymmenkerroksisen HDI-levyn ensisijainen suorituskykyspesifikaatio on yleensä IPC-6012 hankinta-asiakirjoissa ilmoitetussa versiossa ja luokassa. Joustavia ja jäykkiä-joustavia HDI-rakenteita käsitellään IPC-6013:ssa; suurtaajuuslevyt voivat soveltuvin osin käyttää IPC-6018:aa. IPC-A-600 tarjoaa visuaalisen tulkinnan hyväksymisehdoista, mutta ei korvaa ohjaavaa suorituskykyspesifikaatiota.

Miksi pinotut mikroläpiviennit tarvitsevat enemmän kuin tavallisen mikroleikkauksen

Kiillotetulla poikkileikkauksella tutkitaan hyvin pientä osaa läpivientirakenteesta, eikä se välttämättä paljasta heikkoa rajapintaa, joka avautuu vasta toistuvien uudelleensulatussulatuksen tai lämpösyklien jälkeen. Tuotteille, joissa on useita pinottuja tasoja, paljon kokoonpanoaltistusta tai ankaria käyttöolosuhteita, kelpoistussuunnitelman tulisi yhdistää rakennetarkastus sähköisesti valvottuun testiajoneuvoon. Tarkka kuponki, esikäsittely, syklien määrä, lämpötila ja vikakynnys tulisi määritellä asiakkaan eritelmässä tai sopia valmistajan kanssa.

Hyödyllisiä kelpoisuus- ja hyväksymistyökaluja

• Konvektio-uudelleensulatuksen kokoonpanosimulointi: käytetään levyn tai kupongin altistamiseen määritellylle uudelleensulatusprofiilille ennen rakenteellista tai sähköistä arviointia.
• Tasavirran aiheuttama lämpösykli: lämmittää sähköisesti ketjutettua testikuppia ja valvoo resistanssin muutosta toistuvien syklien aikana.
• Lämpöshokki tai kammiosykli: käytetään, kun tuotespesifikaatio edellyttää käyttöolosuhteita edustavia ympäristösiirtymiä.
• Mikroleikkauksen analyysi: arvioi kohdealustan kunnon, täyttölaadun, pinnoitteen rakenteen, kohdistuksen, dielektrisen eheyden ja mahdolliset irtoamiset tai halkeamat.
• AOI- ja laserporaustarkastus: Tarkistaa taideteosten virheet, kohteiden kohdistuksen ja reikien geometrian asianmukaisissa valmistusvaiheissa.
• Sähköinen testi: varmistaa valmiin levyn jatkuvuuden ja eristyksen ostoerittelyn mukaisesti.
• TDR: Tarkistaa ohjatun impedanssin kupongit, kun impedanssin säätö on määritetty.

Kelpoisuus-, eränhyväksyntä- ja lähetysrekisterit ovat erilaiset

Toimittajan kyvykkyyden kelpoisuus voidaan suorittaa säännöllisesti edustavalle rakenteelle. Ensimmäisen artikkelin testaus voi olla tarpeen, kun otetaan käyttöön uusi pino, materiaali tai läpivientipino. Tuotantoerän hyväksynnässä voidaan käyttää kuponkeja tai näytteitä, jotka on määritelty ohjaavissa spesifikaatioissa ja ostoasiakirjoissa. Toimitustiedot ovat korttien mukana tosiasiallisesti toimitettuja raportteja. Näitä kolmea tasoa ei pidä tiivistää väitteeksi, että jokainen kortti tai jokainen paneeli käy läpi jokaisen luotettavuustestin.

Kustannukset, toimitusajan ajurit ja tarjouspaketti

HDI-kustannukset määräytyvät prosessisilmukoiden ja tuottoriskin mukaan, eivätkä ne johdu yleisestä kokoonpanonimeen liittyvästä lisämaksusta. Kaksi nimellisesti identtistä 2+6+2-levyä voivat antaa hyvin erilaisia ​​hintoja, jos toisessa käytetään porrastettuja 100 µm:n mikroreikiä standardilevyssä ja toisessa pinottuja reikiä padissa, erittäin hienoja viivoja, vähän häviöllistä materiaalia, tiukkaa kohdistusta ja kattavaa kelpoisuusdokumentaatiota.

Suurimmat kustannus- ja aikataulutekijät

• kerrosrakenteiden ja haudattujen läpivientien sublaminointivaiheiden lukumäärä;
• pinottu vs. porrastettu mikrovia-määrä ja pinon enimmäiskorkeus;
• kuparitäyttö, tasoittaminen ja sallittu pinnan painauma;
• johtimen vähimmäisleveys/väli vaaditun pinnoitusjärjestyksen jälkeen;
• materiaalin saatavuus, paneelin koko ja mittapysyvyyshistoria;
• valmiin materiaalin paksuus, läpireiän sivusuhde ja sekaläpivientitekniikat;
• impedanssiluokat ja kuponkivaatimukset;
• tuoteluokka, ensituotekelpoisuus ja vaaditut raportit;
• piirilevyn koko, matriisin suunnittelu, paneelien käyttöaste ja ennustettu saanto;
• määrä, toimitusjakso ja se, onko nopeutettu reitti teknisesti mahdollinen.

Koska nämä syötteet vuorovaikuttavat, artikkelissa ei julkaista kiinteitä prosenttiosuuksia tai taattuja prototyyppipäiviä. 10-kerroksisen piirilevyn kustannusopas selittää, miten tarjouksia voi vertailla ilman, että materiaalien hinnat, prosessin NRE, testaustyökalut ja logistiikka ovat ristiriidassa keskenään.

Teknisen tason HDI-tarjousta varten tarvittavat tiedostot

• Gerber X2-, ODB++- tai IPC-2581-valmistustiedot;
• NC-poraus-/jyrsintätiedot aloitus-/lopetuskerrostaulukolla jokaiselle sokealle, maahan haudatulle ja laserläpiviennille;
• valmistuspiirustus, jossa on ilmoitettu valmiin materiaalin paksuus, kupari, pintakäsittely, luokka ja mittatoleranssit;
• ehdotettu pinoaminen tai lupa valmistajalle sellaisen suunnitteluun;
• impedanssitaulukko, jossa luetellaan kerros, geometria, referenssitaso, kohde ja toleranssi;
• BGA-dataa tai fanout-kuva tiheimmille paketeille;
• materiaalirajoitukset ja korvaamispolitiikka;
• läpivienti-, kansi- ja tasomaisuusvaatimukset;
• kelpoisuus-, kuponki-, tarkastus- ja raportointivaatimukset;
• määrä, toimitusaikataulu, paneeli-/matriisiasetukset ja kokoonpanoprofiili, kun luotettavuus riippuu uudelleensulatuksen altistumisesta.

Lähetä 10-kerroksinen HDI-piirilevy DFM:ää varten ja pyydä tarjous

HDI-julkaisun tarkistuslista ennen valmistusta

HDI-suunnitelma on tarjousvalmis vain, kun kerrosmittausmerkintä, läpivientikartta ja reititysaikomus kuvaavat samaa fyysistä rakennetta. Julkaisupaketissa tulee näkyä jokainen sokea, haudattu ja läpivientialue; yksilöidä, mitkä mikroläpiviennit ovat pinottuja, porrastettuja, ohitettuja tai läpivientilevyssä olevia; ja ilmoittaa vaadittu täyttö, tasoitus ja peiteolosuhteet. Paketin poistumistutkimuksen tulee osoittaa, miksi kutakin kerrosmittaa tarvitaan sen sijaan, että ainoana päätöksentekoperiaatteena käytettäisiin pakkausjakoa.

• Jäädytä keskeinen osakokoonpano, kokoamisjärjestys ja varsinainen laminointijärjestys.
• Vahvista laserläpiviennin halkaisija, dielektrinen paksuus, mittausalueen alue, kohdealueen alue ja kuvasuhde yhdeksi hyväksytyksi geometriaksi.
• Tunnista mikrovia-pinot, jotka vaativat rakennekohtaisen luotettavuuskelpoisuuden.
• Palauta tuotantopino ja impedanssigeometria hyväksyttäväksi ennen kuin taideteosten muutokset julkaistaan.
• Määrittele kuponkirakenteet, näytteenottotiheys, hyväksymiskriteerit ja toimitettavat raportit ostoasiakirjoissa.
• Erilliset toimittajaprosessin kelpuutus, ensimmäisen artikkelin kelpuutus ja rutiininomainen erän hyväksyntä; ne eivät ole sama testausohjelma.

Luotettavin lopputulos on yleensä yksinkertaisin rakenne, joka tyhjentää pakkauksen, säilyttää referenssitasot ja täyttää tuotteen kelpuutussuunnitelman. Uuden rakennetason lisääminen voi palauttaa reititystilaa, mutta se lisää myös rekisteröinnin kertymistä, lämpöaltistusta, täyttö-/tasoittamista ja tuottoriskiä.