12-kerroksisen piirilevyn valmistus: Pinoaminen, ominaisuudet ja kustannukset

Highleap Electronics valmistaa 12-kerroksisia piirilevyjä prototyyppieristä koko tuotantoprosessin ajan samalla jäykällä linjalla, jolla valmistetaan jopa 60-kerroksisia piirilevyjä. Insinöörit siirtyvät yleensä 12 kerrokseen, kun 10-kerroksisesta piirilevystä loppuu reititystila tai referenssitasot suurnopeusväylille, tiheille BGA-piireille tai erillisille tehoalueille. Kaksitoista kerrosta lisää tilaa säilyttäen samalla standardin läpireikärakenteen, joka on usein yksinkertaisempaa kuin saman suunnittelun pakottaminen vähemmälle määrälle kerroksia pinottujen mikroreikien avulla.

Tämä sivu käsittelee useimmin rakentamiamme pinoamisjärjestelmiä, julkaistua valmistuskykyämme, materiaalivalintoja, tämän kerrosmäärän kannalta tärkeitä säätöjä ja hintaan vaikuttavia tekijöitä. Jos olet vielä miettimässä, tarvitseeko tuotteesi kaksitoista kerrosta, katso, missä 12-kerroksisia piirilevyjä käytetään . Lyhyet vastaukset yleisiin ostajien kysymyksiin on koottu 12-kerroksisten piirilevyjen usein kysyttyihin kysymyksiin.

12-kerroksisen piirilevyn pinoamisvaihtoehdot 1.6 mm:n ja sitä suuremmilla kerroksilla

Useimmissa 12-kerroksisissa piirilevyissä käytetään yhtä kahdesta järjestelystä: kuusi signaalikerrosta kuudella tasolla tai kahdeksan signaalikerrosta neljällä tasolla. Tämä valinta vaihtaa signaalin eheyttä reititystilaa vastaan, ja se tulisi korjata ennen piirtämisen aloittamista, koska se asettaa kaikki impedanssilaskelmat levyllä.

Kuusitasoinen versio antaa jokaiselle signaalikerrokselle viereisen referenssitason, mikä helpottaa impedanssin pitämistä ja pitää paluureitit lyhyinä. Se sopii korteille, joissa on useita nopeita liitäntöjä. Nelitasoinen versio lisää kaksi reitityskerrosta yhdistämällä signaalikerrokset tasojen väliin. Ortogonaalinen reititys voi vähentää sivuttaiskytkentää, mutta riittävä dielektrinen erottelu, referenssitasot ja kanavasimulointi ovat edelleen välttämättömiä. Nämä ovat havainnollistavia kerros-toiminto -määrityksiä, eivät julkaistuja valmistuspinoja. Dielektristen paksuuksien, kuparin painojen ja kuparin jakauman on oltava tasapainossa keskitason suhteen; pelkät merkinnät eivät luo mekaanista symmetriaa. Kahdeksan signaalin esimerkki sisältää peräkkäisiä signaalikerroksia, jotka vaativat huolellista referenssitason välistystä ja ylikuulumisanalyysiä.

Näiden valintojen yleiset säännöt löytyvät piirilevyjen pinoamissuunnitteluoppaastamme . Jos vertailet kerrosmääriä, 10-kerroksiset pinoamisjärjestelyt ja 16-kerroksisia piirilevyjä käsittelevä sivumme näyttävät, mikä muuttuu askeleen ylös ja alas mennessä.

Kuinka monta signaalikerrosta 12-kerroksisessa piirilevyssä on?

Yleensä kuusi tai kahdeksan. Kuusi signaalikerrosta ja kuusi tasoa on turvallisempi valinta signaalin eheyden kannalta. Kahdeksan signaalikerrosta ja neljä tasoa antavat enemmän reitityspinta-alaa, mutta sijoittavat kaksi signaalikerrosta jokaisen tasoparin väliin. Suunnittelu, jossa on kymmenen signaalikerrosta ja vain kaksi tasoa, on paperilla mahdollinen, mutta se harvoin täyttää impedanssi- tai EMI-tavoitteita ja yleensä tarkoittaa, että piirilevyssä tulisi käyttää suurempaa kerrosmäärää.

Onko 12-kerroksinen piirilevy aina 1.6 mm paksu?

1.6 mm on yleisin valmiin materiaalin paksuus, koska se sopii standardiliittimiin ja korttiohjaimiin, mutta 12-kerroksisia piirilevyjä valmistetaan myös 2.0 mm:n, 2.4 mm:n tai paksumpina, kun niissä on raskaat kupari- tai puristussoviteliittimet. Osaamissivullamme mainittu 0.2–8 mm:n paksuusalue kattaa koko jäykkien piirilevyjen valikoiman; se ei ole taattu paksuusalue 12-kerroksiselle rakenteelle. Paksumpi levy nostaa pienimmän läpireiän sivusuhdetta, joten poran koko ja paksuus tulee tarkistaa yhdessä.

12-kerroksisen piirilevyn valmistuskapasiteetti

Kaksitoista kerrosta sopii hyvin jäykkien piirilevyjen valikoimaamme, joka on mitoitettu 60 kerrokseen. Alla olevat luvut perustuvat julkaistuun jäykkien piirilevyjen valikoimaamme. Ne ovat prosessirajoituksia, joten yksi piirilevy, joka yhdistää useita kerroksia, tulisi tarkistaa ennen tarjouksen antamista.

12-kerroksisella levyllä rajat vuorovaikuttavat. Poratun reiän halkaisijaa käyttäen 1.6 / 0.15 on noin 10.7:1, kun taas 3.2 / 0.15 on noin 21.3:1 ja ylittää julkaistun 20:1-rajan. Sekä pienimmän porausleveyden että suurimman suhdeluvun ei pitäisi olla mahdollinen ilman pinnoitustarkistusta. Hienoa reikien ja rakojen pitämistä on helpompi tehdä ohuella kuparin sisäkerroksella kuin raskaalla kuparilla. Täydellinen toleranssiluettelo on jäykkien piirilevyjen kapasiteettitaulukossamme.

Voiko 12-kerroksisessa piirilevyssä käyttää umpireikiä ja haudattuja reikiä?

Kyllä. Sokeat läpiviennit yhdistävät ulkokerroksen sisäkerroksiin, haudatut läpiviennit yhdistävät vain sisäkerrokset ja laserilla tehdyt mikroläpiviennit ulottuvat 0.075 mm:iin. Vaadittava laminointi- ja porausjärjestys riippuu läpivientiarkkitehtuurista; useat jännevälit voivat jakaa saman prosessivaiheen. Peräkkäiset rakennukset voivat lisätä kustannuksia ja läpimenoaikaa. Monet 12-kerroksiset rakenteet reititetään tavallisena läpireiänä. Käytä sokeaa ja haudattua läpivientiä, kun BGA-jakoaukko tai piirilevyn pinta-ala sitä todella vaatii.

12-kerroksisten piirilevyjen materiaalit

12-kerroksisen piirilevyn materiaalivalinta riippuu kahdesta asiasta: lämmöstä, jonka piirilevy kokee laminoinnin ja lyijyttömän kokoonpanon aikana, sekä signaalihäviöstä, jonka nopeimmat rajapintasi sietävät. Laminaatti muodostaa suuren osan piirilevyn hinnasta, joten kannattaa valita materiaali näistä kahdesta kriteeristä sen sijaan, että valitsisi kalleimman.

• Korkea Tg FR-4 on tavanomainen lähtökohta 12-kerroksisille levyille. Uudelleensulatuksen luotettavuuden arvioimiseksi Tg arvioidaan yhdessä Z-akselin CTE:n, hajoamislämpötilan (Td), delaminaatioajan, kosteudenkestävyyden ja kokoonpanoprofiilin kanssa; pelkkä Tg ei takaa pinnoitettujen reikien luotettavuutta. Katso huomautuksemme aiheesta korkean Tg-arvon omaavien laminaattien.
• Vähähäviöiset ja erittäin vähähäviöiset laminaatit käytetään, kun pitkät ja nopeat kanavat menettäisivät liikaa signaalia tavallisessa FR-4:ssä. Vaihtoehtoja ja kompromisseja käsitellään kohdassa materiaalit korkean kerrosmäärän piirilevyille.
• Hybridi-pinoamiset laita RF-laminaattia sitä tarvitseville kerroksille ja FR-4:ää muualle, mikä pitää sekasignaalilevyjen kustannukset alhaisina. Me rakennamme Rogersin ja FR-4:n hybridiyhdistelmät kun suunnittelu sitä vaatii.

Minkälaista Tg-arvoa 12-kerroksisessa piirilevyssä tulisi käyttää?

Lyijytön ja yhteensopiva korkean tg-pitoisuuden omaava FR-4-laatu on yleinen lähtökohta, mutta pelkkä kerrosmäärä ei aseta vaadittua tg-arvoa. Tarkista tg, td, Z-akselin CTE ja delaminaatiokyky suhteessa levyn paksuuteen geometrian, uudelleenjuotosjaksojen ja käyttölämpötilan avulla. Ilmoita kokoonpano- ja uudelleentyöstöprofiili pyyntöä tehdessäsi.

Kuinka hallitsemme rekisteröintiä, impedanssia ja läpivientien luotettavuutta 12 kerroksella

Useimmat 12-kerroksiset viat johtuvat kolmesta lähteestä: väärin linjatuista sisäkerroksista, impedanssin ajautumisesta ja heikosti pinnoitetuista rei'istä. Prosessinhallintamme kohdistuvat kaikkiin näihin.

12-kerroksisen piirilevyn hinta: Mikä vaikuttaa hintaan

12-kerroksisen piirilevyn hinta riippuu enemmän sen rakenteesta kuin kerrosten määrästä. Kahden saman kokoisen 12-kerroksisen piirilevyn hinnat voivat vaihdella useita kertoja piirustuksen vaatimuksista riippuen.

• Laminointijaksot: Läpireiän valmistus puristetaan kerran. Sokeat ja haudatut läpiviennit saattavat vaatia lisäprosessivaiheita; syklien määrä riippuu koko rakennusjärjestyksestä, ei pelkästään läpivientien lukumäärästä.
• materiaali: Vähähäviöiset ja RF-laminaatit maksavat paljon enemmän kuin korkean Tg-arvon omaavat FR-4-laminaatit, ja hybridipinoaminen rajoittaa kustannuksia niille kerroksille, jotka sitä tarvitsevat.
• Pora- ja läpivientiominaisuudet: Pienet porat, suuret sivusuhteet, takaporaus ja täytetyt tai tulpatut läpiviennit lisäävät kaikki prosessivaiheita.
• Impedanssi ja testin laajuus: monet kontrolloidun impedanssin rakenteet tarkoittavat enemmän kuponkisuunnittelua ja -mittausta.
• Viimeistely, paneelien käyttö ja määrä: ENEPIG ja kovakulta maksavat enemmän kuin ENIG. Yksikköhinta määräytyy sen mukaan, kuinka hyvin ääriviivat täyttävät tuotantopaneelin, sekä tilausmäärän perusteella.

Onko 12-kerroksinen piirilevy paljon kalliimpi kuin 10-kerroksinen piirilevy?

Yleensä ei paljoakaan, jos molemmat ovat läpirei'itettyjä. Siirtyminen 10 kerroksesta 12 kerrokseen lisää kuvioitua kuparia ja dielektristä prosessointia; ydinjärjestely, poraus ja laminointijärjestys riippuvat suunnittelusta. Suuret kustannushypyt johtuvat peräkkäisestä laminoinnista ja erikoismateriaaleista. Läpirei'itetty 12-kerroksinen levy voi siksi maksaa vähemmän kuin 10-kerroksinen levy, joka tarvitsee sokkoreikiä samaan reititykseen.

Mitä lähettää 12-kerroksisen piirilevyn tarjoukseen

Täydellinen datapaketti tukee nopeaa tarjouspyyntöä ja vähentää selvityskierroksia. Highleap mainostaa kahden tunnin tarjouspalvelua; monimutkaiset pinoamiset, erikoismateriaalit tai puutteelliset tiedot saattavat vaatia lisätarkistusta tekniseltä kannalta ennen hinnan ja toimituksen vahvistamista. Puuttuvat tiedot, useimmiten impedanssitaulukko tai pinoamiset, ovat yleinen syy viivästyneeseen tarjoukseen.

• Valmistustiedot: Gerber tai ODB++, poraustiedostot, joissa on läpivientirakennetaulukko, ja piirilevyn ääriviivat.
• Pinoaminen: pinoamispiirustuksesi tai valmiin paksuuden ja kerrosjärjestyksen, jotta voimme ehdottaa sellaista.
• Impedanssitaulukko: tavoitearvot, toleranssi, jäljityksen leveys ja vertailukerrokset kullekin hallitulle rakenteelle.
• Materiaali ja viimeistely: laminaatti tai vaadittu Tg- ja häviöluokka, kuparin painot ja pintakäsittely.
• Hyväksyminen: IPC-luokka, mahdolliset takareikä- tai läpivientivaatimukset sekä prototyypin ja tuotannon määrät ja päivämäärät.

Jos asettelua ei ole vielä jäädytetty, lähetä se joka tapauksessa. Tässä vaiheessa DFM-tarkastus voi havaita epätasapainoisen pinoutumisen tai liian tiukan rengasmaisen renkaan, vaikka sen korjaaminen olisi vielä halpaa.

Voiko Highleap koota myös 12-kerroksiset levyt?

Kyllä. SMT- ja läpireikäkokoonpano, komponenttien hankinta ja tarkastus voidaan sisällyttää toimitukseen. Pakkausjako, komponentin koko ja AOI/röntgenkuvaus vahvistetaan osaluetteloa ja kokoonpanotietoja vasten. Avaimet käteen -kokoonpanossa yksi toimittaja omistaa paljaan piirilevyn, komponenttien hankinnan ja kokoonpanon, joten saanto-ongelman syy voidaan jäljittää ilman siirtymistä toimittajalta toiselle.