Produttore cinese di PCB backplane a 14 strati per assemblaggi a pressione

La tabella delle capacità di Highleap per i PCB rigidi elenca la produzione multistrato di grande formato, l'impedenza controllata, la tolleranza dei fori a pressione e le capacità di foratura avanzate. Una revisione del backplane specifica per il progetto determina se la combinazione richiesta di dimensioni del contorno, resa del pannello, spessore finito, densità dei connettori e rapporto d'aspetto dei via è realizzabile. Una dimensione massima della scheda o un rapporto d'aspetto pubblicati non garantiscono che ogni backplane di grandi dimensioni e con fori densi possa essere rilasciato senza modifiche.

La produzione può includere test elettrici su schede nude, ispezione dimensionale e verifica dell'impedenza o della placcatura. Highleap può anche coordinare l'installazione di connettori approvati e i controlli funzionali, in base ai requisiti di fissaggio, forza e piano di test. Per un progetto completo di chassis, potrebbero essere necessarie voci di spesa separate per i cablaggi di alimentazione, la componentistica del pannello frontale e l'integrazione del sistema finito.

Un backplane non è definito unicamente dai quattordici strati: l'architettura dei connettori, il profilo della scheda, la distribuzione delle guide e il supporto del telaio determinano il prodotto. Per una scheda che utilizza un instradamento multistrato standard senza requisiti di connettori specifici per il backplane, l' ambito di produzione generale di PCB a 14 strati può essere il riferimento di fabbricazione più appropriato.

Configurazioni di server, switch di rete e backplane industriali

I backplane a quattordici strati possono essere utilizzati in chassis di commutazione Ethernet, controller per rack industriali, chassis per l'acquisizione dati, apparecchiature di comunicazione e altre piattaforme modulari. Un progetto per server può richiedere interfacce ad alta velocità, un bus di gestione e la distribuzione dell'alimentazione su un'unica scheda; un backplane industriale può invece privilegiare l'inserimento robusto di schede figlie, l'isolamento analogico e la facilità di manutenzione.

ATCA, CompactPCI, VME/VME64x, VPX e altri standard descrivono diversi ecosistemi di sistemi e connettori. Il semplice fatto che un PCB abbia quattordici strati non lo rende automaticamente conforme a nessuno di questi standard. Quando un cliente segue una specifica di piattaforma specifica, Highleap richiede il contorno, il passo degli slot, le impronte dei connettori, le aree da escludere, le tolleranze meccaniche e i requisiti di accettazione elettrica pertinenti per poter fornire un preventivo preciso dell'implementazione.

La configurazione del backplane deve mantenere piani di riferimento e distribuzione di potenza adeguati, supportando al contempo percorsi di segnale lunghi e le transizioni di connessione richieste. Il progetto rilasciato deve identificare le classi di rete a impedenza controllata, gli strati di riferimento, i via stub, i materiali del laminato e lo spessore fisico massimo. Le proprietà dei materiali High-Tg, Dk e Df non sono intercambiabili : un grado High-Tg può essere appropriato per il calore di assemblaggio ripetuto, ma insufficiente per il budget di perdita di inserzione consentito.

Highleap può esaminare le famiglie di materiali a bassa perdita approvate e le costruzioni ibride tramite il suo servizio di laminazione ad alto numero di strati ; le relative linee guida per la produzione di PCB ad alta velocità affrontano i dettagli relativi alla perdita di canale e al coefficiente di accoppiamento controllato quando questi rappresentano i vincoli principali. Il grado esatto del materiale, la selezione del nucleo/prepreg, il tipo di vetro e il profilo del rame devono essere inclusi nel rilascio tecnico. Un marchio MEGTRON, Isola o altro non sostituisce la serie di materiali specifica e i dati di laminazione; l'approvvigionamento e la sostituzione dei materiali devono essere concordati prima della fabbricazione.

Distribuzione di energia, piani di massa e pesi in rame misti

Un backplane a quattordici strati può fornire diversi domini di tensione insieme a segnali di controllo e di comunicazione. Riferimenti di massa continui, suddivisioni del piano di alimentazione, assegnazione dei pin dei connettori e la necessaria sezione trasversale del rame devono essere coordinati per evitare discontinuità della corrente di ritorno o cadute di tensione eccessive. Il rame pesante o misto può essere adatto per specifici strati di alimentazione, ma l'intera struttura a quattordici strati non deve necessariamente essere in rame pesante.

Quando la distribuzione di correnti elevate è significativa, valutare se una barra conduttrice o un modulo di alimentazione separato siano più appropriati rispetto all'aggiunta di rame in eccesso a ogni strato di segnale. Le linee guida di Highleap per la produzione di PCB con rame pesante sono pertinenti quando il rame del piano di alimentazione e il riempimento in resina sono i fattori determinanti nella progettazione, mentre il servizio più ampio di PCB con rame pesante copre altre strutture multistrato. Il valore nominale di corrente finale rimane un risultato della progettazione elettrica e termica a livello di prodotto.

La qualità dei fori dei connettori è un requisito fondamentale nella produzione di backplane. La scheda ricevente deve mantenere il diametro finale del foro, lo spessore della placcatura, la posizione del foro e la planarità della scheda entro i limiti operativi del produttore di connettori. Un allineamento scadente può ridurre l'anello anulare o creare disallineamenti lungo lunghe file di connettori. Il disegno della scheda dovrebbe specificare i riferimenti di riferimento e le tolleranze speciali per ogni singolo foro, anziché basarsi su una singola nota generale.

Il disegno meccanico deve distinguere chiaramente i fori a pressione metallizzati, i fori di via metallizzati standard, i fori di lavorazione non metallizzati, le fessure e gli elementi di montaggio. Per un ampio campo di connettori, l'accumulo di tolleranze tra le guide della scheda figlia, il riferimento del telaio e il contorno del PCB può essere importante quanto il diametro dei singoli fori. Un utensile di inserimento a pressione richiede un dispositivo di supporto e una forza di inserimento definita; la sola ispezione della scheda nuda non è sufficiente a verificare che l'assemblaggio finale del connettore sia stato installato correttamente.

Foratura posteriore, stub di via e instradamento del segnale differenziale

Su una scheda a quattordici strati con lunghi canali multigigabit, uno stub metallizzato passante non utilizzato può degradare la perdita di ritorno. La foratura posteriore è selettiva e viene applicata alle transizioni progettate dove il diametro residuo del foro è rilevante; non dovrebbe essere ordinata indiscriminatamente su ogni via. La mappa di foratura posteriore richiede il lato di foratura, la profondità, le specifiche dello stub, le distanze di sicurezza del rame attivo e un metodo di ispezione appropriato.

Il processo di fabbricazione di PCB con foratura posteriore di Highleap si concentra sull'operazione meccanica. La progettazione del canale dovrebbe anche controllare i percorsi di ritorno, le discontinuità nei connettori e lo skew tra le coppie, anziché aspettarsi che la sola foratura posteriore compensi tutti i problemi di integrità del segnale. I test di impedenza differenziale su campioni non sono equivalenti ai test dei parametri S sull'intero canale o alla validazione del sistema in tempo reale.

Spessore, deformazione e dispositivi di fissaggio meccanici per PCB di grande formato

Le dimensioni del backplane e il numero di connettori possono rendere la gestione in fase di produzione un fattore critico. Un pannello più grande è più sensibile all'allineamento degli strati, alla deformazione del circuito stampato e al supporto degli utensili. Lo spessore effettivo del circuito stampato deve rispettare sia i requisiti di impedenza che quelli relativi ai connettori; un ispessimento arbitrario del circuito stampato può peggiorare il rapporto d'aspetto dei fori di piccole dimensioni e creare condizioni di foratura o placcatura difficili.

Se la scheda finita richiede rinforzi, guide di supporto o staffe speciali per il telaio, fornire il modello meccanico 3D o i disegni approvati. Il piano di qualità di fabbricazione deve indicare le tolleranze di contorno/scanalatura, i riferimenti dei fori di montaggio, lo spessore della scheda e qualsiasi limite di flessione/torsione in condizioni di misurazione definite. Le procedure di assemblaggio devono evitare di applicare carichi di inserimento dei connettori senza un supporto adeguato.

Per i backplane ad alta velocità, includere la matrice di impedenza differenziale e i disegni di transizione dei via associati a ciascuna zona del connettore. Non considerare la designazione nominale della velocità di trasmissione dati del connettore come una garanzia di perdita di inserzione a livello di scheda; il laminato, la lunghezza del percorso, lo stub del via e le interfacce full channel necessitano comunque di un budget elettrico e di un piano di verifica appropriato.

Un piano di accettazione del backplane dovrebbe includere la netlist approvata, le dimensioni finali, le misure dei fori dei connettori selezionati, l'ispezione di foratura/placcatura, i test di continuità/isolamento elettrico e qualsiasi campione di impedenza specificato. La fase di produzione può verificare le proprietà del circuito stampato nudo; dopo l'installazione del connettore, i controlli della forza di inserimento, la continuità dei contatti, i test di collegamento e l'accoppiamento meccanico diventano attività separate a livello di assemblaggio o di sistema.

La classe di prestazione IPC-6012 applicabile per i circuiti stampati rigidi deve essere indicata nell'ordine di fabbricazione, insieme ai relativi criteri di lavorazione IPC-A-600 e a qualsiasi ulteriore requisito specifico del cliente. Un test di microsezione o altro test distruttivo richiede un piano di campionamento, la sua ubicazione e i criteri di accettazione. Per un backplane con canali di collegamento sensibili, richiedere l'impedenza o la prova di perdita esatta necessaria, anziché presumere che un generico "test al 100%" dimostri la velocità di trasmissione del sistema.

Qualificazione del fornitore del backplane, trasferimento della produzione e tracciabilità del lotto

Un programma di produzione di backplane dovrebbe mantenere sotto controllo di configurazione comune i codici articolo dei connettori, i dati di fabbricazione, la configurazione fisica, i requisiti dei fori a pressione, i campioni di prova e le revisioni del telaio. Gli ordini ripetuti devono preservare la struttura del laminato e del rame approvata; se cambiano le dimensioni della scheda, il tipo di materiale o gli utensili di produzione, l'impatto sulla planarità e sull'allineamento meccanico deve essere valutato prima del rilascio. Una scheda nuda qualificata non è automaticamente un assemblaggio di connettori qualificato.

La documentazione a supporto della revisione del fornitore può includere un sito di produzione chiaramente identificato, l'ambito di validità del certificato applicabile, un rapporto di ispezione di esempio, un processo produttivo e una politica concordata in materia di deviazioni/riparazioni. Per un trasferimento da un assemblatore esistente, Highleap può esaminare la grafica attuale, le istruzioni di lavoro per l'installazione dei connettori, i resi noti dal campo e le attrezzature tramite il suo supporto per il trasferimento della produzione di assemblaggio di PCB.

Highleap è in grado di coordinare un backplane nudo a quattordici strati con connettori approvati, componenti SMT selettivi, hardware meccanico e test definiti. L'installazione a pressione richiede gli strumenti e il supporto della scheda corretti; i requisiti per la saldatura a onda o selettiva differiscono dall'inserimento meccanico e non si deve presumere che siano inclusi senza un disegno di assemblaggio definito. I servizi di assemblaggio PCB forniscono la corrispondente gamma di servizi di produzione.

Per i sistemi modulari, un preventivo per un'unità finita può includere anche guide per schede, componenti del pannello, cablaggi di alimentazione e imballaggio. La validazione elettrica deve specificare cosa viene verificato sul backplane nudo, dopo l'installazione dei connettori e dopo il montaggio delle schede figlie assemblate. Qualsiasi qualifica di sistema a 25G o 100G dichiarata deve essere collegata all'apparecchiatura effettivamente contrattualizzata, alle condizioni di prova e ai risultati.

Inviare il file Gerber/ODB++/IPC-2581, la mappa esatta a quattordici strati, il laminato approvato o alternative, lo spessore finale, il contorno della scheda e dello chassis, i codici dei connettori, i disegni dei fori metallizzati e della foratura posteriore, i requisiti di impedenza/perdita target, il peso del rame per strato, la classe di qualità e le quantità. Se è richiesto l'inserimento di connettori o l'assemblaggio a livello di chassis, aggiungere modelli meccanici, distinta base (BOM), disegni di assemblaggio, dettagli del dispositivo di inserimento/collaudo e criteri di superamento/fallimento definiti.

Highleap è in grado di esaminare la costruzione fisica proposta, la suddivisione tra produzione e assemblaggio, le prove di collaudo e la pianificazione del progetto, per poi fornire una risposta alla richiesta di offerta basata sull'intero backplane anziché solo sul numero di strati e sulle dimensioni del contorno.