Sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistus integroituihin malleihin

Highleap Electronics tarjoaa sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistusprojektien arviointeja piirilevysuunnitelmille, jotka integroivat tietyt passiiviset toiminnot piirilevyn rakenteeseen sen sijaan, että jokainen komponentti sijoitettaisiin pinnalle. Vaaditusta teknologiasta riippuen tämä voi sisältää sulautettuja resistiivisiä elementtejä, sulautettua kapasitanssia tai muuta määriteltyä passiivirakennetta. Jos nykyinen toimittajasi ei pysty tukemaan ehdotettua rakennetta, lähetä meille pinoamissuunnitelma, sähköiset tavoitteet ja materiaalivaatimukset toteutettavuus- ja tarjousarviointia varten.

Sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistuksessa teknologia on tunnistettava tarkasti. Sulautettujen vastus-piirilevyjen ja sulautettujen kondensaattorien piirilevyjen suunnittelussa ei käytetä identtisiä materiaaleja, geometrioita tai varmennusmenetelmiä. Highleap tarkistaa pyydetyn passiivin tyypin, arvon ja toleranssin, kerrosten sijainnin, liitäntätiedot, laminointivaatimukset, testausmahdollisuudet ja ohjelmamäärän ennen projektin laajuuden vahvistamista.

Mitä on sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistus?

On olemassa useita erillisiä teknologioita, joita kaikkia kutsutaan "upotetuiksi passiivisiksi", eivätkä ne ole saman asian muunnelmia. Luokittelulla on merkitystä sillä , mistä komponentin toiminto tulee.

Ensimmäinen rivi on ylivoimaisesti yleisin massatuotannossa, koska se ei vaadi epätavallista komponenttien toimitusta eikä erityisiä asennuslaitteita. Toinen on se, mitä useimmat ihmiset kuvittelevat kuullessaan termin, ja se on vaikein rakentaa, koska se edellyttää komponentin kestävän prässisyklin ja olevan kytkettynä kupariin molemmilta puolilta.

Vastusten ja kondensaattoreiden sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistusprosessi

Huomaamattomassa upotettujen komponenttien rakenteessa prosessijärjestys ratkaisee, onko suunnittelu toteutettavissa. Komponenttia ei lisätä valmiille piirilevylle, vaan se sisällytetään pinoon pinon valmistuksen aikana.

Taulukosta seuraa kolme havaintoa, ja ne selittävät suurimman osan saamistasi lainauksista.

• Passiivinen rakenne on kelpuutettava koko prosessisyklille. Älä oleta, että tavallinen pinta-asennusvastus tai -kondensaattori kestää laminointilämpötilaa, painetta ja hartsin virtausta. Soveltuvuus riippuu upotustekniikasta, komponentin rakenteesta, liittimien suunnittelusta, sähköisestä stabiilisuudesta ja todellisesta puristusprofiilista.
• Komponentti on asetettava ja pidettävä tarkasti paikallaan. Tästä syystä suunnittelussa on määriteltävä suunta ja monissa tapauksissa napaisuus tai pin-1-merkki.
• Rakenne vaatii yleensä enemmän laminointikertoja kuin tavallinen levy. Suurin osa kustannuksista ja toimitusajasta syntyy juuri siellä, ja siksi upotetut passiivit yleensä määritetään piirilevyille, joita jo rakennetaan kokoonpanorakenteena.

Prosessin laminointipuoli on kuvattu piirilevyjen laminointiprosessissamme , ja tapoja, joilla pinoaminen voidaan rakentaa vaiheittain, käsitellään hybridi-piirilevylaminoinnissamme . Laminaattirakenteen yksityiskohdat, mukaan lukien prepregin ja ytimen käyttäytyminen puristimessa, ovat piirilevylaminaattirakenteessamme.

Sulautettujen passiivisten piirilevyjen edut ja rajoitukset

Sulautetut passiivit ovat monimutkaisuuden arvoisia rajatussa määrässä tilanteita, ja on syytä olla rehellinen siitä, että useimmat mallit eivät tarvitse niitä.

Se kannattaa, kun: passiivisten komponenttien määrä on suuri ja piirilevyn pinta-ala on rajoitettu, niin että sadan irrotuskondensaattorin siirtäminen pinnalta piirilevyn sisään vapauttaa todellista reititysaluetta; rakenne on korkeataajuinen ja läpiviennin sisältävän pintakondensaattorin loisinduktanssi rajoittaa suorituskykyä; rakenne on ohut tai taipuisa kokoonpano, jossa komponenttien korkeudella on merkitystä; tai rakenne tarvitsee kapasitanssiarvoja, jotka ovat saatavilla vain upotettuina rakenteina, kuten hajautettuna irrotusverkkona käytettävänä tasoparikapasitanssina.

Se ei kannata, kun: suunnittelussa on kourallinen passiivisia komponentteja ja runsaasti piirilevytilaa; ohjelma on pienikokoinen eikä työkalu- ja asennuskustannuksia voida kuolettaa; passiivit on voitava vaihtaa yksittäin tai niiden arvoa on voitava säätää; tai vaaditut arvot ja toleranssit ovat laajalti saatavilla standardeissa pinta-asennusosissa halvemmalla.

Usein sekaannusta aiheuttaa se, että haudattua kapasitanssia ja erillistä upotettua komponenttia myydään saman nimikkeen alla, mutta niiden taloudelliset ominaisuudet eroavat täysin toisistaan. Haudattu kapasitanssi on materiaalivalinta : laminaattia ja pinoamista vaihdetaan, ja jokaisesta levyn tasoparista tulee kondensaattori. Erilliset upotetut komponentit ovat prosessivalinta : tiettyjen osien sijoittamiseksi levyn sisään lisätään sijoittelu- ja laminointivaihe. Jos toimittaja tarjoaa toista, kun tarkoitit toista, hintaero on suuri ja keskustelu menee huonosti. Tämä ero kannattaa tehdä selväksi tarjouspyynnössä, ja laajempaa kysymystä siitä, mitä elektroniikan rakentaminen levyn sisään tarkoittaa, käsitellään sulautettujen piirilevyrakenteiden yhteydessä.

Upotetut passiiviset piirilevyt vs. SMT-vastukset ja kondensaattorit

Tuo viimeinen rivi ratkaisee useimmat ohjelmat. Upotetut passiivit ovat tapa muuntaa kokoonpanokustannukset valmistuskustannuksiksi, ja kauppa kannattaa tehdä vain, jos volyymi on riittävän suuri kokoonpanon kuolettamiseksi.

Sulautettujen passiivisten piirilevyjen suunnitteluohjeet ja DFM-vaatimukset

Nämä ovat sääntöjä, jotka useimmiten pakottavat uudelleensuunnitteluun, ja ne kannattaa sopia ennen teoksen julkaisua.

• Komponenttien valinta. Upotetut resistiiviset kalvot, ohutkalvovastukset, upotetut kapasitanssiset dielektriset materiaalit ja erilliskomponentit ovat erilaisia ​​toteutustapoja. Erilliskomponentti on kelpoistettava todellisen laminointiprofiilin, paineen, hartsijärjestelmän, liitinliitäntätavan ja prosessin jälkeisten sähköisten rajoitusten mukaisesti. Vältä yleisiä oletuksia kotelotyypin tai kapasitanssin arvon perusteella; tarkista tarkka osanumero ja rakenne ennen suunnitteluun sitoutumista.
• Ontelon syvyystoleranssi. Syvennyksen on vastattava komponentin korkeutta riittävän tarkasti, jotta liittimet yhdistyvät eikä osa murskaannu. Komponentti-erän korkeustoleranssi on siksi suunnittelussa tärkeä lähtötieto.
• Sijoitustoleranssi ja suunta. Epäsymmetrinen osa tarvitsee määritellyn suunnan, ja sen liittimiin kytkettävä kupari on vedettävä todelliseen asentoon prosessitoleranssin sisällä.
• Ei uudelleenkäsittelyä. Suunnitelmassa, joka vaatii uudelleentyöstöä, komponenttia ei saa asentaa piirilevyn sisään. Tämä tarkoittaa myös sitä, että kokoonpanotestausstrategiaa on muutettava: piirin sisäinen testauslaite ei välttämättä pysty saavuttamaan sulautettua solmua.
• Etäisyys levyn reunoista ja läpivienneistä. Upotetun alueen on säilytettävä määritellyt etäisyydet piirilevyn reunoihin, pinnoitettuihin reikiin ja viereiseen kupariin. Vaadittu etäisyys riippuu valitusta upotetun passiivin rakenteesta ja sen laminointi- tai kuviointiprosessista.
• Arvo- ja toleranssilausunto. Suunnittelussa on ilmoitettava tavoitearvo ja hyväksyttävä toleranssi, ja valmistajan on ilmoitettava, mitä prosessi kestää. Nämä ovat eri lukuja, eikä niiden pitäisi olettaa olevan samoja.

Koska upotettu passiivi on vuorovaikutuksessa piirilevypinon kanssa, tavalliset DFM-tarkistukset pätevät silti ja ne kannattaa suorittaa kokonaisuudessaan tälle suunnittelulle. Piirilevysuunnittelumme valmistettavuuskatsauksessa (DFM) noudatamme normaalia sääntöjoukkoa, ja yleinen kysymys siitä, miten piirilevypino tulisi dokumentoida, on piirilevypinosuunnittelussamme.

Kuinka sulautetut vastukset ja kondensaattorit testataan

Upotettuun passiivikomponenttiin ei välttämättä pääse suoraan käsiksi laminoinnin jälkeen, joten testausyhteys ja varmennusstrategia on suunniteltava ennen pinoamisen vapauttamista. Käytössä on neljä lähestymistapaa, yleensä yhdessä.

• Kuponkipohjainen prosessikelpoisuus. Samaa upotettua rakennetta sisältävä testikappale rakennetaan paneelin viereen, ja kappale mitataan. Tämä varmistaa, että prosessi säilyttää arvon ilman, että jokaista levyä tarvitsee testata erikseen. Tämä on vakaan tuotanto-ohjelman vakiomenetelmä.
• Testaa paneelin rakenteita. Upotetut kondensaattorit tai vastukset sijoitetaan paneelin määrätylle alueelle ja mitataan. Tämä lisää pienen pinta-alan ja antaa paneelikohtaisia ​​tietoja.
• Kootun piirilevyn sähköinen testaus. Piirin toiminnallinen suorituskyky mitataan linjan päästä, mikä havaitsee karkean virheen, mutta ei yleensä pysty eristämään passiivia, joka on hieman toleranssin ulkopuolella.
• Poikkileikkaus ja mikroskopia. Kehitysversioissa tämä varmistaa, että komponentti on upotettu oikein, että kupari on kytketty liittimiin ja että osan ympärillä ei ole tyhjiä kohtia.

Sopimuksessa tärkeä ero on piirilevykohtaisen mittauksen ja prosessikvalifioinnin välillä. Prosessin kvalifiointi tarkoittaa, että prosessi kontrolloi arvoa ja siitä otetaan näytteitä; piirilevykohtainen mittaus tarkoittaa, että jokainen yksikkö mitataan, millä on todellinen kustannus sykliajassa. Molemmat ovat oikeutettuja, mutta ne tulisi nimetä nimenomaisesti tarjouksessa, koska "upotetut passiivit varmennetaan" ei ole spesifikaatio. Laajemmat vaihtoehdot valmiiden piirilevyjen mittaamiseen käsitellään piirilevyjen testausmenetelmissämme.

Sulautettujen passiivisten piirilevykomponenttien hankinta ja kelpuutus

Tämä on se osa sulautetuista passiiveista, joka useimmiten muuttaa lupaavan suunnitelman pysähtyneeksi ohjelmaksi, ja se kannattaa käydä läpi ennen tarjouksen tekemistä.

• Osa on määriteltävä tarkasti. Ei "100 nF 0402 -kondensaattoria", vaan valmistaja ja osanumero, koska upotusprosessi on pätevöitettävä kyseisen osan mittojen, korkeustoleranssin ja päätteiden metallurgian mukaisesti.
• Tontin hallinta on tavallista tärkeämpää. Koska komponentit ovat piirilevyn sisällä, valmistajan tai tuotantopaikan vaihto on muutos pätevässä prosessissa, ja sitä on valvottava eikä käsiteltävä ostopäätöksenä.
• Saatavuus on tarkistettava ennen suunnittelun jäädyttämistä. Komponentti, joka on saatavilla vain jakelukanavassa allokoinnin yhteydessä, on riski koko ohjelmalle, ja tämä riski on näkymätön ennen tilauksen tekemistä.
• Karsinta tehdään rakennekohtaisesti, ei osakohtaisesti. Kun rakenne ja komponenttiperhe on pätevöity, toisen arvon lisääminen samasta perheestä on suoraviivaista; eri komponenttityypin lisääminen on uusi pätevöinti. elektronisten komponenttien hankinta kattaa, miten hankintaa ja valmistusta käsitellään yhdessä, ja laajempi lähestymistapa on kuvattu hankintaosaamissivullamme.

Sulautetun passiivisen piirilevyn hinta, määrämäärä ja toimitusaika

Upotettujen passiivisten komponenttien hintalappu perustuu asennuskustannuksiin ja rajakustannuksiin, ja näiden kahden välinen ero on suuri.

Kokoonpanokustannukset koostuvat ontelotyökaluista, asettelutyökalusta, prosessin kelpuutuksesta ja materiaalispesifikaatiosta. Ne maksetaan kerran, ja siksi pienen volyymin ohjelma on harvoin taloudellinen. Jos suunnittelun volyymi on vaatimaton ja sama suorituskyky voidaan saavuttaa vähemmillä pintakomponenteilla, perinteinen valmistustapa on yleensä käytännöllisempi valinta, ja toimittaja, joka tarjoaa upotettuja passiivisia komponentteja 50-osaiseen ohjelmaan selittämättä, että kompromissi on epäreilu.

Läpimenoaika määräytyy prosessireitin eikä materiaalin mukaan. Upotetun kerroksen lisääminen tarkoittaa yleensä vähintään yhtä ylimääräistä laminointisykliä ja ylimääräistä rakennusvaihetta, ja materiaali voi olla epästandardi laminaatti, jolla on oma hankinta-aikansa. Laminaattien läpimenoaikaohjeemme kattaa materiaalipuolen, ja materiaalivalinnan vaikutus koko piirilevyyn on käsitelty piirilevymateriaalien yleiskatsauksessamme.

Puhtain tapa testata, onko jokin suunnittelu muuntamisen arvoinen, on verrata molempien versioiden hinnoittelua todelliseen ohjelmavolyymiin, mukaan lukien säästyneet kokoonpanokustannukset. Tämä vertailu on usein ratkaiseva, ja kannattaa pyytää valmistajaa tekemään se sen sijaan, että hyväksytään yksi hinta upotetulle vaihtoehdolle.

Upotetut passiiviset komponentit vs. upotetut alustat

Nämä kaksi sekoitetaan usein, koska molemmat asettavat jotakin levyn sisälle. Ne ovat rakenteellisesti erilaisia, ja ero on helppo jättää piirustuksesta huomaamatta.

• Upotettu passiivinenErilliset passiivikomponentit tai tasoparikondensaattori, joka on integroitu laminaattiin. Levy pysyy yhtenä kappaleena. Toiminto sijaitsee dielektrisessä materiaalissa tai sen sisällä olevassa osassa.
• Upotettu substraatti: erillinen piirilevy tai moduuli, joka on sijoitettu syvennykseen ja yhdistetty isäntään, joten kokoonpano sisältää aktiivisen piirin sisällään. Tämä on rakenne, joka on kuvattu upotettujen substraattipiirilevyjen sivullamme.

The choice is usually clear once stated. If the goal is to free up surface area and reduce parasitic inductance, an embedded passive achieves it. If the goal is to integrate a complete module into the board, an upotettu substraatti is the construction that does it.

Sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistaja toteutettavuusarviointia ja tarjouksia varten

Tiimeille, jotka etsivät sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistajaHighleap voi tarkastella suunniteltua upotettua rakennetta ja siihen liittyviä piirilevyn valmistusvaatimuksia. Tarjouspyynnössä tulisi yksilöidä, käytetäänkö suunnittelussa upotettu vastuspiirilevy, upotettu kondensaattoripiirilevy, buried capacitance, a printed resistive layer or another defined approach. These terms describe different constructions, so a quote should state the proposed technology rather than treat “embedded passive” as a single standard process. The guide to manufacturing printed circuits gives process context for the manufacturing information required at design release.

Pyydä tarjous upotetun passiivisen piirilevyn valmistuksesta ilmoittamalla täydellinen kokoonpano, materiaaliluokka, passiivin arvot ja toleranssit, käyttöjännite tai -virta, lämpötila- ja taajuusvaatimukset soveltuvin osin, liitäntägeometria, testausmahdollisuudet ja -määrät. Jos projekti on prototyyppivaiheessa, määritä, onko tavoitteena toteutettavuustutkimus, tekninen näyte, kelpuutuserä vai tuotantoversio. Testaussuunnitelma ja hyväksymisrajat tulee sopia ennen ensimmäistä rakennelmaa.

Highleapin piirilevyjen valmistuspalvelu on olennainen monikerroksisen piirilevyn koko rakenteen kannalta, kun taas piirilevyjen DFM-tarkastus voi auttaa tunnistamaan puuttuvat suunnittelutiedot ennen julkaisua. Avaimet käteen -projekteissa, jotka sisältävät myös pinta-asennettavia osia, koordinoi osaluettelo ja kokoonpanon laajuus piirilevyjen kokoonpanopalveluiden kautta . Tarkat sulautetut teknologiat ja kelpoisuusvaatimukset on vahvistettava toimitetun suunnitelman perusteella.

• Tarjouspaketti: Gerber/ODB++-tiedostot, täydellinen pinoaminen, passiivin tyyppi ja arvot, toleranssi, materiaalit, käyttöolosuhteet, liitäntätiedot, testaussuunnitelma ja odotettu tilavuus.

Sulautettujen passiivisten piirilevyjen valmistuksen usein kysytyt kysymykset

Voiko minkä tahansa komponentin upottaa?

Ei. Osan tai passiivimateriaalin on oltava yhteensopiva koko laminointisyklin kanssa, ja sen sähköliitäntöjen on pysyttävä luotettavina puristuksen jälkeen. Pätevyydessä tulisi käyttää tiettyä komponenttia tai materiaalia, pinoamista, laminointiprofiilia ja testauskriteerejä sen sijaan, että oletettaisiin, että koko pakkauskategoria on sopiva.

Miten arvoja kontrolloidaan, jos ne ovat taulun sisällä?

Prosessin ja näytteenoton avulla. Paneelin avulla rakennettu kuponki tai testirakenne varmistaa, että prosessi pitää arvon ja toleranssin, ja näytteenottosuunnitelmasta sovitaan. Ohjelmassa, jossa jokainen yksikkö on mitattava, tämä on määriteltävä, koska se muuttaa kustannuksia ja syklin kestoa.

Vaikuttavatko upotetut passiivit lähellä olevien jälkien impedanssiin?

Ne voivat. Tasoparikapasitanssi tuo shunttikapasitanssin kyseisen alueen tasoille, mikä muuttaa sen yläpuolella kulkevan juovan impedanssia. Jos rakenteessa on kontrolloidun impedanssin reititys upotetun kondensaattorikerroksen lähellä, impedanssipinotuksen on otettava se huomioon.

Voidaanko sulautettu passiivilevy koota ja testata normaalisti?

Kokoonpano on normaalia, koska pinnalla ei ole mitään ylimääräistä. Testaus vaatii ajattelua: testauslaite ei välttämättä ulotu upotettuun komponenttiin, joten toiminnallinen testaus tai testausrakenne on yleensä ratkaisu. Jos piirin sisäinen testaus on tarpeen, se on suunnittelussa tarvittava tieto, ja se tulisi ratkaista ajoissa.

Entä jos edellinen toimittaja kieltäytyi rakentamisesta?

Yleisimmät syyt ovat aidosti tukematon rakenne, upotukseen kelpaamaton komponentti tai taloudellisen kynnyksen alapuolella oleva ohjelmavolyymi. Kaikki kolme ovat oikeutettuja. On syytä kysyä, mikä näistä kolmesta se on, koska ensimmäinen on tekninen ratkaisu, toinen on suunnittelumuutos ja kolmas on kaupallinen päätös. Gerberin, pinoamisen ja tarkkojen osanumeroiden lähettäminen erottaa ne yleensä nopeasti.