Fabrication et assemblage de circuits imprimés pour appareils mobiles

Les cartes de circuits imprimés pour smartphones figurent parmi les plus exigeantes fabriquées à grande échelle : elles comportent 10 à 12 couches de cuivre compressées sur moins d’un millimètre d’épaisseur, et transportent simultanément des signaux allant de l’alimentation CC aux antennes 5G à 40 GHz. Leur fabrication fiable requiert un type d’équipement, un contrôle des processus et un soutien technique différents de ceux nécessaires à la production de cartes de circuits imprimés commerciales standard.

Highleap Electronics est spécialisée dans la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés pour appareils mobiles pour les clients OEM et ODM, prenant en charge l'ensemble du processus, des premiers prototypes d'ingénierie aux productions en grande série, sous un même toit. fabrication de cartes de circuits imprimés pour téléphones Cette fonctionnalité couvre l'ensemble des exigences des plateformes actuelles pour smartphones.

Qu'est-ce qui différencie un circuit imprimé mobile d'un circuit imprimé standard ?

Une carte de circuit imprimé mobile (également appelée carte de circuit imprimé pour smartphone, carte de circuit imprimé pour téléphone ou carte mère de téléphone portable) n'est pas simplement une version réduite d'une carte électronique industrielle ou grand public. La combinaison de contraintes auxquelles elle doit répondre simultanément est unique dans le secteur de la fabrication électronique.

Le nombre de couches est de 10 à 12, contre 2 à 6 pour les cartes commerciales standard. L'épaisseur totale de la carte doit rester inférieure ou égale à 1.0 mm. La largeur minimale des pistes est de 50 µm (2 mils), contre 100 à 150 µm pour les cartes standard. La technologie des vias évolue des trous traversants mécaniques vers des microvias laser HDI d'un diamètre de perçage de 0.1 mm. Enfin, les fréquences de signal atteignent 40 GHz pour la 5G mmWave, contre généralement moins de 1 GHz pour les cartes standard.

Ces contraintes s'accumulent. Intégrer 1 000 à 1 500 composants sur une carte plus petite qu'une carte de crédit tout en maintenant l'isolation RF 5G, les chemins thermiques pour un SoC de 10 W et le routage de la mémoire LPDDR5X à 8 533 Mbps exige des processus de fabrication et d'assemblage que la plupart des usines de circuits imprimés ne peuvent tout simplement pas prendre en charge.

Technologie HDI : pourquoi les smartphones en ont besoin

La technologie HDI (High Density Interconnect) est indispensable dans la conception des smartphones modernes : c’est la seule méthode de fabrication compatible avec les densités de boîtiers SoC actuelles. Un processeur d’application haut de gamme en boîtier BGA au pas de 0.4 mm ne peut être routé à l’aide de la technologie de vias traversants conventionnelle ; l’espace physique sur les couches internes est insuffisant pour déployer les pistes de signal.

La technologie HDI résout ce problème en remplaçant les vias mécaniques de grande taille par des micro-vias percées au laser (0.1 mm de diamètre) qui connectent uniquement les couches nécessaires, libérant ainsi de l'espace pour le routage des couches internes. Les structures de micro-vias empilées – où plusieurs vias borgnes sont construits verticalement par cycles de lamination successifs – permettent d'atteindre la densité de routage requise par les boîtiers SoC mobiles modernes.

La configuration d'assemblage est déterminée par le pas du boîtier SoC et le nombre d'interfaces : 1+N+1 (6–8 couches) pour les smartphones de milieu de gamme ; 2+N+2 (8–10 couches) pour l'intégration de SoC phares ; ELIC 3+N+3 (10–12 couches) pour les fleurons 5G mmWave. Pour les spécifications de fabrication et les méthodes de qualification des sections transversales, voir Highleap Electronics. Fabrication de PCB HDI .

Critères de choix d'un fabricant de circuits imprimés pour appareils mobiles

Toutes les usines de circuits imprimés qui se vantent de leur capacité HDI ne sont pas capables de produire des cartes de qualité mobile à des cadences de production permettant une production en grande série. Pour sélectionner un fournisseur de circuits imprimés mobiles, quatre critères distinguent les fabricants compétents de ceux qui génèrent des contrefaçons :

• Perçage laser à une précision minimale de 0.1 mm. Le diamètre des micro-vias limite directement la densité de routage des BGA ; les usines, limitées à un perçage de 0.15 mm, ne peuvent pas prendre en charge les boîtiers SoC haut de gamme actuels.
• Contrôle d'impédance avec vérification TDR — L’impédance simulée seule est insuffisante pour les interfaces RF 5G et mémoire LPDDR5X ; les données mesurées sur échantillon doivent être fournies avec chaque lot de production.
• 100 % AXI sur boîtiers BGA — L’inspection automatisée par rayons X de chaque joint est le seul moyen de détecter les pourcentages de vides avant que les cartes n’atteignent le stade des tests fonctionnels ; l’échantillonnage n’est pas suffisant pour la production mobile
• Fabrication et assemblage sous un même toit — Les chaînes d'approvisionnement à fournisseurs multiples introduisent des inadéquations de profils de reflux et des lacunes en matière de responsabilité lorsque des problèmes de rendement apparaissent

Highleap Electronics : Fabrication et assemblage de circuits imprimés pour appareils mobiles

Highleap Electronics fabrique des circuits imprimés mobiles pour les fabricants et les concepteurs de smartphones (OEM et ODM) basés sur les plateformes Qualcomm Snapdragon, MediaTek Dimensity et Samsung Exynos.

Pour les conceptions 5G sub-6 GHz et mmWave, nous préconisons l'utilisation de Rogers RO4000 ou LCP sur les couches RF – les mêmes spécifications de matériaux à faibles pertes que celles utilisées pour l'ensemble de notre gamme. PCB haute fréquence ligne de production. Nous fabriquons également planches flex-rigides pour les modules de caméra et les interconnexions de charnières pliables, et circuits imprimés de recharge sans fil pour les assemblages Qi — couvrant l'ensemble des circuits imprimés d'un smartphone moderne dans le cadre d'une relation de fourniture unique.

Du prototype de circuit imprimé mobile à la production en série : comment fonctionne le processus

La plupart des projets de circuits imprimés pour appareils mobiles commencent par l'analyse des fichiers Gerber. Un jeu de fichiers Gerber, une spécification d'empilage sommaire et les volumes prévus suffisent pour obtenir un rapport DFM et un devis préliminaire sous 24 à 48 heures. La fabrication des échantillons d'ingénierie prend généralement de 7 à 14 jours pour la carte nue, auxquels il faut ajouter 3 à 5 jours pour le prototype assemblé. Vient ensuite la qualification de la conception (radiographie en coupe transversale, validation d'impédance, essais de cycles thermiques) avant que la production en série ne fixe les paramètres de processus. Pour un aperçu complet du processus de fabrication des cartes dans notre usine, consultez notre [lien/lien/documentation]. Processus de fabrication de PCB .

Nous proposons des solutions clés en main (nous fournissons les composants) et des services d'assemblage à partir de matériaux sous-traités. Pour les clients qui changent de fournisseur, nous offrons une analyse DFM gratuite de leurs conceptions existantes ; cette analyse permet souvent d'identifier la cause première des problèmes de rendement auparavant attribués à la conception.

Questions fréquentes sur la fabrication de circuits imprimés pour appareils mobiles

Combien de couches comporte généralement un circuit imprimé de smartphone ?

La plupart des smartphones haut de gamme actuels utilisent des circuits imprimés (PCB) de 10 à 12 couches. Les appareils de milieu de gamme en utilisent généralement de 6 à 8. Le nombre de couches dépend de la plateforme SoC : les processeurs Qualcomm Snapdragon série 8 et MediaTek Dimensity série 9000 nécessitent généralement plus de 10 couches pour acheminer toutes les interfaces haut débit sans compromettre l’intégrité du signal.

Quelle est la quantité minimale de commande pour la fabrication de circuits imprimés pour appareils mobiles ?

Highleap Electronics n'impose aucune quantité minimale de commande pour les prototypes. Les séries d'essais de 5 à 20 cartes constituent généralement un point de départ. Les tarifs de production en série s'appliquent à partir d'environ 500 unités, avec une optimisation complète de la production en masse disponible à partir de 5 000 unités.

Quels fichiers dois-je soumettre pour obtenir un devis pour une carte de circuit imprimé mobile ?

Les fichiers Gerber (format RS-274X) et une spécification d'empilage suffisent pour démarrer. Une nomenclature est requise pour les devis d'assemblage. Nous pouvons travailler avec des fichiers ODB++, et notre équipe d'ingénierie vous demandera toute information manquante lors de l'analyse de fabricabilité (DFM). Vous n'avez pas besoin d'un dossier complet pour entamer la discussion.

Pouvez-vous fabriquer des circuits imprimés mobiles compatibles avec la 5G mmWave ?

Oui. Les conceptions 5G mmWave nécessitent des matériaux diélectriques à faibles pertes (Rogers RO4000 ou LCP) sur les couches RF, avec des pistes d'impédance contrôlée vérifiées par mesure TDR. Nous fabriquons des structures hybrides combinant ces matériaux avec du FR4 standard sur les couches internes et validons l'impédance de la section RF à l'aide de données d'échantillons fournies avec chaque lot de production.

Quelles certifications Highleap Electronics détient-elle pour la production de circuits imprimés pour appareils mobiles ?

Highleap Electronics est certifiée ISO 9001:2015 et produit selon la norme IPC-A-610 Classe 2. Les critères d'inspection IPC Classe 3 sont disponibles sur demande pour les projets aux exigences de fiabilité élevées. Chaque lot de production est livré avec une documentation complète de traçabilité, incluant les dossiers de lots de matériaux, les rapports d'inspection et les données de tests d'impédance.