KB-6167F piirilevylaminaatti: Luotettavien monikerroksisten piirilevyjen valmistus- ja kokoonpano-opas

Kun projektissa spesifioidaan KB-6167F-piirilevylaminaatti, vaatimus liittyy yleensä lämpöluotettavuuteen, monikerrosrakenteeseen ja vakaaseen tuotantoon pikemminkin kuin pelkästään haluun käyttää erilaista FR-4-materiaalia. KB-6167F on Kingboard FR-4.0 -laminaatti/prepreg-järjestelmä, joka on suunnattu erittäin luotettaviin monikerrossovelluksiin. Sen korkea Tg, alhainen Z-akselin lämpölaajeneminen, lyijytön yhteensopivuus ja CAF-kestävyys ovat etuja.

Suunnittelu- tai hankintatiimille KB-6167F:n määrittäminen on kuitenkin vain yksi osa valmistuspäätöstä. Valmis piirilevy riippuu edelleen hyväksytystä pinoamisesta, dielektrisestä rakenteesta, laminointiprosessista, porauksesta, pinnoituksesta, mittavalvonnasta ja tarkastuksesta. Jos vaatimuksena on valmis piirilevy, myös kokoonpanoprosessin on pysyttävä linjassa valmistetun piirilevyn kanssa.

Highleap Electronics on piirilevyjen valmistaja ja kokoonpanotoimittaja. Emme valmista KB-6167F-laminaatteja. Valmistamme piirilevyjä ja koottuja piirilevyasemia asiakkaan hyväksymiä materiaaleja ja spesifikaatioita käyttäen. KB-6167F-projektissa tehtävämme on muuttaa hyväksytty materiaalivaatimus hallituksi, toistettavaksi piirilevyjen valmistusprosessiksi ja pyydettäessä toimittaa sama piirilevy komponenttien kokoonpanoon ja testaukseen.

Miksi valita KB-6167F-piirilevylaminaatti erittäin luotettaviin monikerroksisiin piirilevyihin?

KB-6167F on tarkoitettu piirilevysuunnitteluun, jossa perinteinen yleiskäyttöinen FR-4-rakenne ei välttämättä tarjoa haluttua lämpötila- ja mittamarginaalia. Kingboardin tekniset tiedot määrittelevät materiaalin korkean Tg:n omaavaksi, monitoimiseksi fenolikovettuvaksi hartsijärjestelmäksi, jossa on epäorgaanisia täyteaineita. Sitä kuvataan myös suuren kerrosmäärän piirilevyille ja lyijyttömille sovelluksille, mikä tekee materiaalista sopivan monikerroksisille tuotteille, jotka kokevat toistuvia lämpötilan vaihteluita valmistuksen ja kokoonpanon aikana.

Piirilevyjen valmistuksessa tärkeät materiaaliominaisuudet

• Korkea Tg: Kingboardin julkaisema tyypillinen DSC-Tg on 175 °C, ja spesifikaatioarvo on vähintään 170 °C ilmoitetuissa testiolosuhteissa.
• Alhainen Z-akselin CTE: Julkaistu tyypillinen alfa 1 -arvo on 40 ppm/°C ja alfa 2 -arvo 230 ppm/°C, ja tyypillinen Z-akselin laajeneminen on 2.6 % välillä 50–260 °C.
• Lämmönkestävyys: Julkaistu tyypillinen T-260 on yli 60 minuuttia ja T-288 yli 35 minuuttia ilmoitetulla TMA-menetelmällä.
• CAF-vastainen ominaisuus: Materiaalilla kuvataan olevan parannettu CAF-kestävyys, mikä on olennaista tiheille monikerrosrakenteille.
• Lyijytön soveltuvuus: Kingboard on asemoinut materiaalin lyijyttömään prosessointiin ja korkeaan lämpöluotettavuuteen.

Nämä ominaisuudet ovat hyödyllisiä, koska piirilevyn luotettavuuteen vaikuttaa merkittävästi se, mitä levylle tapahtuu lämpökäsittelyn aikana. Monikerroksinen piirilevy laajenee ja supistuu lämpötilan vaikutuksesta, ja dielektrisen ja kupariliitäntäjärjestelmän on pysyttävä mekaanisesti yhteensopivina. Pienempi Z-akselin laajeneminen voi siksi olla tärkeä näkökohta, kun suunnittelussa on paljon kerroksia tai se perustuu vahvasti pinnoitettuihin läpireikiin.

Samaan aikaan materiaaliominaisuuksia ei pidä sekoittaa valmiin piirilevyn takuuseen. Sama laminaatti voi tuottaa erilaisia ​​tuloksia riippuen todellisesta ydin-/prepreg-rakenteesta, kuparin jakautumisesta, piirilevyn paksuudesta ja valmistusprosessista. Asiakkaalle, joka valitsee KB-6167F-laminaatin, oikea lähestymistapa on pitää hyväksytty materiaalivaatimus yhteydessä koko piirilevyn rakenteeseen.

Highleapin piirilevylaminaattimateriaalipalvelu tukee projekteja, joissa asiakkaat määrittelevät tiettyjä laminaattijärjestelmiä. Tämä on hyödyllistä silloin, kun materiaalilaatu on jo määritelty ja jäljellä on piirilevyn suunnittelu ja valmistus kyseisen vaatimuksen mukaisesti.

Miten KB-6167F tulisi rakentaa monikerroksiseen piirilevypinoon?

KB-6167F-piirilevyä ei tule määritellä pelkästään materiaalin nimellä. Lopullinen dielektrinen geometria luodaan yhdistämällä ytimiä, prepregejä, lasityylejä, hartsipitoisuutta, kuparipainoja ja laminointia. Tästä syystä pinoamisen määrittely on yksi tärkeimmistä vaiheista ennen valmistuksen aloittamista.

Pinoamistiedot, jotka tulisi korjata ennen tuotantoa

• Kerrosten määrä ja kerrosjärjestys
• Ytimen paksuus ja hyväksytty laminaattirakenne
• Prepreg-tyyppi ja vaadittu puristettu dielektrinen paksuus
• Sisä- ja ulkokerroksen kuparipainot
• Lopullinen levyn paksuus ja toleranssi
• Kriittisten signaalien referenssitasot
• Kontrolloidun impedanssin tavoitearvot ja toleranssit, jos sovellettavissa
• Rakenteen, porakokojen ja valmiiden reikien vaatimusten kautta

Kingboardin julkaisemissa KB-6167F:n sähköisissä referenssitiedoissa dielektrisyysvakio on 4.8 1 MHz:n taajuudella ja 4.6 1 GHz:n taajuudella ilmoitetuissa syövytetyissä, 50 % hartsipitoisissa testiolosuhteissa. Julkaistu häviötangentti on 0.015 1 MHz:n taajuudella ja 0.016 1 GHz:n taajuudella samalla ilmoitetulla testimenetelmällä. Nämä ovat hyödyllisiä materiaalitason referenssejä, mutta niitä ei tule käsitellä yhtenä universaalina Dk/Df-arvona jokaiselle tuotantopinolle.

Impedanssisäädellyn piirilevyn tapauksessa dielektrisen materiaalin todellinen paksuus ja johtimen geometria ovat suoraan tärkeitä. Highleapin nopea piirilevymateriaalin valintamenetelmä voi auttaa yhdistämään materiaalivaatimukset piirilevyn sähköisiin vaatimuksiin. Lopullisessa laskelmassa tulisi käyttää hyväksyttyä rakennetta yleisen FR-4-oletuksen sijaan.

Highleapin piirilevykerrosten pinoamissuunnittelukykyä voidaan käyttää myös fyysisen rakenteen tarkasteluun ennen tuotantoa. Tämä on erityisen arvokasta silloin, kun asiakkaalla on olemassa oleva KB-6167F-suunnittelu, mutta pinoamisrakenne on muutettava vakaaksi tuotantorakenteeksi.

Monimutkaisten monikerroslevyjen kohdalla pinoamispäätöksissä on otettava huomioon myös kuparin tasapaino ja kohdistus. Sähköisessä mallissa oikealta näyttävän dielektrisen paksuuden säilyttäminen voi olla vaikeaa, jos kuparikuviota, prepreg-rakennetta ja puristusolosuhteita ei oteta huomioon yhdessä.

Mitä tulisi valvoa KB-6167F-piirilevyjen valmistuksen aikana?

KB-6167F on suunniteltu tarjoamaan erittäin luotettava materiaalialusta, mutta tehdasprosessi määrää edelleen, toistetaanko tarkoitettu rakenne johdonmukaisesti. Materiaalikohtaisen monikerroksisen piirilevyn laminointi, poraus, pinnoitus ja tarkastus tulisi suunnitella yhdeksi valmistusketjuksi.

Laminointi ja rekisteröinti

Julkaistuissa materiaalitiedoissa kuvataan laaja prosessointi-ikkuna monikerrossovelluksille ja korostetaan kykyä kestää useita lämpötilan vaihteluita. Tuotannossa hyväksytty pinottava rakenne on vielä muunnettava sopivaksi puristusrakenteeksi. Highleapin piirilevyjen laminointiprosessi keskittyy monikerrosliitosprosessin, dielektrisen rakenteen ja kerros-kerros-rekisteröinnin hallintaan.

Läpireikien poraus ja pinnoitus

Pieni Z-akselin laajeneminen on erityisen tärkeää pinnoitetun läpireiän luotettavuuden kannalta, koska reiän runko ja sitä ympäröivä eriste lämpölaajenevat valmistuksen ja kokoonpanon aikana. Materiaalin ominaisuudet tukevat suunnittelutavoitetta, mutta valmistajan on silti hallittava porauksen laatua, reiän seinämän valmistelua, tahranpoistoa ja kuparipinnoitusta.

DFM ennen tuotantojulkaisua

Piirilevyn DFM-tarkastus tulisi suorittaa ennen työkalujen käyttöä ja volyymituotantoa. KB-6167F-monikerroksisen piirilevyn osalta hyödyllisiä tarkastuksia ovat rengasmaiset renkaat, porausreikien ja kuparin välinen etäisyys, kuparin tasapaino, levyn paksuus, rekisteröintivaatimukset ja ehdotetun pinoamisen toteutettavuus. Varhainen tarkastus on erityisen arvokas, jos piirilevy sisältää useita kerroksia tai tiukat mekaaniset toleranssit.

Tarkastus ja valmistuksen varmennus

Asiakkaan laatuvaatimuksista riippuen tarkastus voi sisältää AOI:n, sähkötestauksen, mittatarkastuksen ja muita prosessikohtaisia ​​tarkastuksia. Jos impedanssia kontrolloidaan, hyväksytyn impedanssivaatimuksen tulee olla jäljitettävissä pinoamis- ja valmistusprosessiin asti. Highleapin piirilevyjen valmistuspalvelu tarjoaa monikerroslevyjen valmistusreitin tuotantotiedoista lopputarkastukseen ja testaukseen.

Tavoitteena on yhdenmukaisuus. Materiaalikohtaisen levyn ei pitäisi olettaa, että laminaatti itsessään kompensoi hallitsemattoman valmistuksen. Hyväksytyn rakenteen, prosessiparametrien ja tarkastussuunnitelman on toimittava yhdessä.

Sopiiko KB-6167F lyijyttömille ja erittäin lämpöluotettaville piirilevyille?

Kingboard on asemoinut KB-6167F:n erityisesti lyijyttömille piirilevysuunnitteluille ja korkealle lämpöluotettavuudelle. Sen julkaistut tyypilliset Tg-arvot 175 °C, T-260 yli 60 minuuttia, T-288 yli 35 minuuttia ja 2.6 %:n Z-akselin laajeneminen 50–260 °C:ssa tarjoavat hyödyllisiä vertailukohtia arvioitaessa materiaalia piirilevyille, jotka altistuvat korkeille käsittelylämpötiloille.

Miksi lämpötiedoilla on merkitystä

Piirilevy ei koe lämpötilaa yhtenä yhtenäisenä lukuna. Valmistuksen ja kokoonpanon aikana piirilevy liikkuu erilaisten lämpöolosuhteiden läpi, ja kupari-, dielektrinen ja pinnoitettu reikärakenne reagoivat näihin muutoksiin. Tästä syystä Tg-, Z-akselin CTE-, Z-akselin laajenemis- ja lämpöjännitystulokset ovat hyödyllisempiä yhdessä tarkasteltuina.

Kingboardin julkaisemat tiedot osoittavat myös erinomaisen mittapysyvyyden, alhaisen kosteuden imeytymisen ja CAF-estävyyden. Tiheiden monikerroslevyjen kohdalla nämä ominaisuudet voivat tukea rakenteen luotettavuustavoitteita. Niitä tulisi silti arvioida todellisen tuoteympäristön ja kelpoisuusvaatimusten perusteella sen sijaan, että niitä käsiteltäisiin yleismaailmallisina takuina.

Mihin KB-6167F sopii kaupallisesti

Julkaistut sovellustiedot sisältävät kulutuselektroniikan, autoelektroniikan, instrumentit ja virtalähteet, kun taas muut Kingboardin materiaalitiedot tunnistavat paljon kerroksia sisältävät piirilevyt, huippuluokan palvelimet ja langattoman tietoliikenteen infrastruktuurin olennaisiksi sovelluksiksi. Sopiva sovellus riippuu koko piirilevyn spesifikaatiosta, ei pelkästään laminaatin nimestä.

Asiakkaalle, joka rakentaa erittäin luotettavaa teollisuus- tai elektroniikkatuotetta, Highleap voi valmistaa määritellyn KB-6167F-piirilevyn hyväksytyn rakenteen mukaisesti. Projekteissa, joissa piirilevy on osa teollisuuden ohjaus-, instrumentointi- tai tehontuotantoon liittyvää tuotetta, teollisuuspiirilevyjen valmistuskykymme voidaan yhdenmukaistaa samojen materiaali- ja valmistusvaatimusten kanssa. Keskeinen kaupallinen etu on, että materiaalivaatimus voi pysyä kiinteänä, kun taas valmistusprosessi suunnitellaan varsinaisen piirilevyn ympärille.

Kuinka Highleap voi valmistaa ja koota KB-6167F-piirilevyjä?

Kun materiaali-, pinoamis- ja valmistusvaatimukset on määritelty, jäljelle jää toteutus. Highleap Electronics tarjoaa sekä piirilevyjen valmistusta että kokoonpanoa, mikä mahdollistaa KB-6167F-projektin siirtymisen hyväksytystä paljaasta piirilevystä valmiiksi piirilevyksi ilman toimittajan vaihtoa kahden vaiheen välillä.

Paljaan piirilevyn valmistukseen

Valmistuspakkauksessa tulee selkeästi yksilöidä KB-6167F sekä hyväksytty ydin- ja prepreg-rakenne, kerrosten järjestys, kuparin painot, piirilevyn paksuus, pintakäsittely, porausvaatimukset ja laatukriteerit. Jos impedanssia kontrolloidaan, tavoitearvot ja toleranssit tulee sisällyttää järjestyspakkaukseen.

Materiaalikohtaisissa projekteissa tällä dokumentaatiolla on merkitystä, koska toimittajan ei tule korvata laminaattia toisella vain siksi, että se näyttää sähköisesti tai mekaanisesti samankaltaiselta. Asiakkaan on tarkastettava ja hyväksyttävä kaikki vaihtoehtoiset materiaalit ennen tuotantoa.

Piirilevyjen kokoonpanoon ja valmiisiin piirilevyihin

Highleapin piirilevyjen kokoonpanopalvelu voi laajentaa projektin valmiista piirilevystä SMT- ja THT-kokoonpanoon, tarkastukseen ja testaukseen asiakkaan vaatimusten mukaisesti. Piirilevyversion, osaluettelon, sijoittelutietojen ja kokoonpanopiirustusten tulee pysyä synkronoituina hyväksytyn piirilevyversion kanssa.

Asiakkaille, jotka haluavat yhden toimittajan hallinnoivan valmistusta, komponenttien hankintaa ja kokoonpanoa, avaimet käteen -periaatteella toimiva piirilevykokoonpano tarjoaa integroidun reitin piirilevyjen valmistuksesta komponenttien hankintaan, kokoonpanoon ja testaukseen. Tämä voi yksinkertaistaa viestintää, kun projektissa on kiinteä laminaattivaatimus, kuten KB-6167F.

Tarjousvaihe on oikea hetki näiden vaatimusten määrittämiseen. Highleapin piirilevytarjouspyyntöä voidaan käyttää valmistustietojen lähettämiseen ja sen määrittämiseen, onko vaatimus paljaan piirilevyn valmistus, prototyyppien tuotanto, volyymituotanto vai täydellinen piirilevy.

Tärkeintä on, että kaupallinen suhde pysyy teknisesti täsmällisenä: Highleap ei valmista KB-6167F-laminaattia. Valmistamme piirilevyjä ja piirilevyasemia asiakkaan hyväksymän KB-6167F-materiaalispesifikaation ja sovittujen tuotantovaatimusten mukaisesti.

Tekninen viite: Kingboard Laminates KB-6167F / KB-6067F julkiset tekniset tiedot. Tyypilliset arvot riippuvat rakenne- ja testausolosuhteista. Tuotannossa tulisi noudattaa asiakkaan hyväksymää Kingboardin uusinta erittelyä.