RFSoC-levyjen piirilevyjen valmistus ja kokoonpano – yhden luukun palvelu

RFSOC-viitekorttiprojekti: 115 × 175 mm, 100G optinen ja NVMe 4.0

Kuvassa oleva laitteisto on edustava, erittäin monimutkainen RFSoC-alusta, jolla on kompakti 115 × 175 mm:n ääriviiva, nopea laminointi, 100G-luokan optinen liitäntä , NVMe 4.0 -liitettävyys, tiheät BGA-laitteet, muisti, tehomuunnos, useita RF-liitinkanavia ja aktiivinen jäähdytys.

Piirilevytehtaalla tämä ei ole pelkästään "suuri FPGA-levy". Se on sekateknologiaa hyödyntävä valmistusprojekti, jossa RF-reitit, usean gigabitin sarjaliikenneyhteydet, muistiväylät, tallennusliitännät, virranjakelu, lämpökuormitus ja mekaaniset rajoitteet ovat kaikki vuorovaikutuksessa keskenään. Valmistuspäätösten on siksi noudatettava asiakkaan ohjaamaa suunnittelua yleisten oletusten sijaan.

Miksi RFSOC-levyjen valmistus on vaativampaa kuin tavallinen digitaalinen piirilevyjen tuotanto

RFSoC-suunnittelussa yhdistyvät datamuuntimen RF-kanavat ja ohjelmoitava logiikka nopeisiin sarjaliitäntöihin, muistiin, tallennustilaan, kelloihin, virtakiskoihin ja mekaanisiin rajapintoihin. Piirilevyvalmistajan on säilytettävä suunnittelun tarkoitus laminaattivalinnan, pinoamisrakenteen, kuvantamisen, laminoinnin, poraamisen, pinnoituksen, syövytyksen, juotosmaskin rekisteröinnin, pintakäsittelyn, kokoonpanon ja tarkastuksen avulla.

Nopea RFSOC-levyn piirilevyjen valmistuksen prioriteetit

1. Jäädytä materiaalijärjestelmä ja tuotantopino

”Suurnopeusmateriaali” ei ole täydellinen valmistusspesifikaatio. Ennen työkalujen käyttöä projektin tulisi määritellä laminaatti- ja prepreg-perhe, lasityypit, hartsipitoisuudet, dielektriset paksuudet, kuparifolion tyyppi, kuparin karheusoletukset, viimeistelty kupari, kokonaispaksuus ja hyväksytty korvaavien materiaalien käytäntö. Highleapin tekninen tarkastus muuntaa nämä vaatimukset valmistettavaksi kokonaisuudeksi asiakkaan hyväksyntää varten.

2. Muunna impedanssi- ja häviötavoitearvot tehdassäädöiksi

Ohjattavaan impedanssiin vaikuttavat juovan leveys, välistys, kuparin paksuus, dielektrisen materiaalin paksuus, syövytyskompensaatio, juotosmaski ja paikallinen referenssitason geometria. Häviöherkkien linkkien osalta asiakkaan tulee myös määrittää asiaankuuluva taajuusalue, lisäyshäviötavoite, kuponkirakenne sekä mahdolliset karheus- tai materiaalirajoitukset. Pelkkä nimellisimpedanssin arvo ei määritä täydellistä 100G- tai PCIe 4.0 -kanavavaatimusta.

3. Ohjaus rakenteiden, tynkien ja vastaporauksen avulla

Suuret BGA-kotelot ja suurnopeusliittimet luovat usein monimutkaisia ​​siirtymävaiheita. Sokeat/haudatut reiät, laserilla tehdyt mikroreiät, läpivienti-padissa , johtava tai johtamaton täyte, pinnoitus ja takareikä on merkittävä selkeästi valmistuspiirustukseen. Poraussyvyydestä, jäännöskappaleesta, kohdistamisesta, pinnoituksesta ja tarkastuskriteereistä on sovittava ennen tuotantoa.

4. Hallitse rekisteröintiä, kuparitasapainoa ja tasaisuutta

Kompakti piirilevy, jossa on tiheää kuparia, suuria BGA-kenttiä, RF-laukaisualueita ja virtapiirejä, voi olla herkkä kerrosten kohdistukselle ja vääristymälle. Tasapainotettu kupari, sopiva panelointi, laminoinnin kompensointi, reitityksen tuki ja kokoonpanokiinnikkeet voivat olla tarpeen lopullisesta pinoamisesta ja komponenttien jakautumisesta riippuen.

100G:n optisen liitännän valmistusnäkökohdat

100G:n optinen häkki tai moduuliliitäntä tuo mukanaan useita suurnopeusdifferentiaalikaistoja, liitinsiirtymiä, maadoitusominaisuuksia, mekaanista kiinnitystä ja lämpörajoituksia. Piirilevytehdas ei "lisää 100G-ominaisuutta", vaan se valmistaa asiakkaan hyväksymän kanavageometrian riittävän yhdenmukaisesti, jotta suunnittelu täyttää tarkoitetun suorituskyvyn.

• Liittimen jalanjälki ja mekaaninen data: Levyn geometrian, häkin sijainnin, kiinnitysreikien, kiinnityskohtien ja levyn ja reunan suhteen on vastattava valvottua piirustusta.
• Differentiaaliparin geometria: Viivanleveyden, välistyksen, referenssitason, kaulan alaspäin suuntautuvan ulottuvuuden, läpiviennin ja kaistan välisen yhdenmukaisuuden on heijastuttava pinoamisessa ja CAM-kompensoinnissa.
• Siirtymäohjauksen kautta: suojapehmusteet, maadoitusläpivientien sijoittelu, jäännösjatkeet ja takaporauksen vaatimukset pitäisi olla yksiselitteinen.
• Lisäyshäviön hallinta: materiaalin, kuparin karheuden, valmiin kuparin, reitin pituuden ja valmistustoleranssin tulee vastata asiakkaan kanava-analyysiä.
• Tarkastus ja varmennus: impedanssimittaukset, poikkileikkaukset, porausvahvistus, sähkötestija kaikki asiakkaan määrittelemät signaalitestit tulee sisällyttää laatusuunnitelmaan.

NVMe 4.0 / PCIe 4.0 -piirilevyjen valmistuksen ohjaus

NVMe 4.0 perustuu PCIe 4.0 -signalointiin, joten tallennuskanava on herkkä samoille valmistusmuuttujille, jotka vaikuttavat muihin usean gigabitin linkkeihin. Jäljitysgeometrian ja parien välistyksen on pysyttävä yhdenmukaisina prosessorista tai kytkimestä reikien ja liittimien kautta NVMe-laitteeseen.

DFM-menetelmän aikana Highleap tarkistaa määritetyn impedanssin valmistettavuuden rakenteen, takaporaustietojen, liittimen tai M.2-jalanjäljen, kuparivälysten, juotosmaskin aukkojen ja kokoonpanoon pääsyn perusteella. Kaikki ehdotetut muutokset, jotka voivat vaikuttaa signaalin suorituskykyyn, tulee palauttaa asiakkaalle hyväksyttäväksi ennen valmistusta.

RFSOC-levyn piirilevykokoonpano: BGA, muisti, RF-liittimet ja virtalaitteet

RFSoC-piirilevy vaatii enemmän kuin komponenttien sijoittamisen valmiille paljaalle levylle. Kokoonpanoprosessissa on otettava huomioon suuren lämpömassan omaavat BGA:t , muistipaketit, hienojakoiset komponentit, RF-liittimet, optiset häkit, tallennusliittimet, tehoinduktorit, oskillaattorit ja mekaaninen laitteisto.

Kokoonpanotekniikan prioriteetit

• maadoituskuvion ja napaisuuden tarkistus osaluetteloa ja kokoonpanopiirustuksia vasten;
• suurille BGA-, QFN-, lämpötyyny- ja hienojakoisille komponenteille tarkoitettu sapluuna-aukon suunnittelu;
• komponenttien kosteusherkkyys, paistaminen, varastointi ja jäljitettävyysvaatimukset;
• uudelleenjuoksutusprofiilin kehittäminen levyn lämpömassan ja komponenttien rajoitusten huomioon ottamiseksi;
• liittimien istuvuus, samantasoisuus, mekaaninen tuki ja kiinnikkeiden saatavuus;
• AOI- ja röntgenkuvaus piilonivelten, virtsaamisten, siltojen, aukkojen ja pään ja tyynyn välisen iskun riskien varalta;
• puhtautta, käsittelyä, pinnoitteen muotoa, ohjelmointia ja toiminnallisia testausvaatimuksia, kun ne on määritelty.

Prototyypin esittely on erityisen arvokasta RFSOC-piirilevylle. Sen avulla asiakas voi varmistaa tehonsyötön, kellotuksen, ohjelmoinnin, lämpökäyttäytymisen, suurnopeusyhteydet, RF-reitit, oheislaiteliitännät ja testausmenettelyt ennen tuotannon toistamista.

Kuinka Highleap Electronics tukee asiakkaan suunnittelemaa RFSOC-korttia

Highleap Electronics toimii valmistuskumppanina. Emme markkinoi kuvassa olevaa RFSoC-laitteistoa omana valmiina tuotteena. Tehtävämme on muuntaa asiakkaan julkaisema suunnittelupaketti hallituksi piirilevy- ja piirilevyasennusten tuotannoksi.

1. Tarjouspyyntö ja datan tarkastelu. Tarkistamme piirilevytiedostot, valmistuspiirustukset, pinoamiskaaviot, osaluettelot, kokoonpanotiedot, määrät, toimituskohteen ja testauslaajuuden.
2. PCB DFM ja pinoamisvahvistus. CAM- ja suunnittelutiimit tunnistavat valmistettavuuden ristiriidat, selvittävät materiaali- ja läpivientirakenteet ja palauttavat tuotantoehdotuksen hyväksyttäväksi.
3. Komponenttien ja kokoonpanojen tarkastelu. Tarkistamme pakkaustiedot, osaluettelon tilan, vaihtoehdot, sabluunavaatimukset, erikoiskäsittelyn, kiinnitystarpeet ja tarkastuksen kattavuuden.
4. Prototyyppien piirilevyjen valmistus ja piirilevyt. Ensimmäinen rakennustyö noudattaa hyväksyttyä teknistä vastausta ja dokumentoitua prosessireittiä.
5. Tarkastus ja asiakkaan määrittelemä testaus. Paljaslevy- ja kokoonpanotarkastus suoritetaan sovitun laatusuunnitelman mukaisesti; ohjelmointi ja toiminnallinen testaus noudattavat asiakkaan ohjeita, jos ne sisältyvät niihin.
6. Palaute ja uusintatuotanto. Valmistuslöydökset, hyväksytyt muutokset ja testitulokset sisällytetään valvottuun valmistuspakettiin seuraavia tilauksia varten.

Mitä lähettää Highleapille RFSOC-kortin piirilevy- ja piirilevyasennustarjousta varten

Saat hyödyllisen tarjouksen ja teknisen vastauksen lähettämällä kattavimman mahdollisen paketin:

• Gerberin, ODB++:n tai IPC-2581:n valmistustiedot;
• valmistuspiirustukset, poraustiedostot, verkkoluettelo ja hallittu pinoaminen;
• levyn koko, kerrosten määrä, valmiin levyn paksuus, kuparin paino, pinnan viimeistely ja määrä;
• impedanssitaulukko, lisäyshäviövaatimukset, kupongin yksityiskohdat ja vastaporauksen piirustus;
• läpivienti tyynyssä, täyttö/korkki, mikroläpivienti, peräkkäinen laminointi ja hyväksymisvaatimukset;
• Osaluettelo, jossa on valmistajan osanumerot, hyväksytyt vaihtoehdot ja hankintavastuu;
• poiminta-ja-sijoitus-/keskipistetiedosto, kokoonpanopiirustukset, napaisuushuomautukset ja mekaaniset tiedostot;
• ohjelmointitiedostot, esiin noutomenettely, testilaitteiston tiedot ja hyväksymiskriteerit;
• prototyypin määrä, ennustettu volyymi, tavoitetoimitus, pakkaus ja dokumentaatiovaatimukset.

RFSOC-levyjen valmistuksen usein kysytyt kysymykset