Tipi di PCB a 8 strati: rigidi, HDI, flessibili e RF | Highleap

Due PCB a 8 strati possono avere lo stesso numero di strati ma richiedere processi di produzione completamente diversi. Una scheda rigida standard, una scheda HDI con microvias, un circuito interamente flessibile e un assemblaggio rigido-flessibile sono costruzioni diverse. A queste costruzioni possono poi essere aggiunti laminati RF, rame di grosso spessore, impedenza controllata e lavorazioni meccaniche speciali.

Sommario

• Tipologie di PCB a 8 strati in base alla struttura della scheda
• Varianti di PCB a 8 strati in base ai materiali e ai requisiti elettrici
• Circuiti stampati a 8 strati con caratteristiche di produzione speciali
• Abbinamento del tipo di PCB a 8 strati ai requisiti di produzione

Tipologie di PCB a 8 strati in base alla struttura della scheda

PCB rigido a 8 strati

Un circuito stampato rigido a otto strati è la soluzione di partenza quando il prodotto richiede un circuito stampato fisso anziché un'interconnessione flessibile. Le tradizionali architetture multistrato in FR-4 si basano solitamente su fori metallizzati; i via avanzati e i laminati a bassa perdita sono specifiche aggiuntive, non caratteristiche automatiche di un PCB rigido a otto strati. Per distinguere una struttura rigida dall'altra, è necessario fornire la stratificazione L1-L8, lo spessore finale del circuito stampato, il peso del rame per strato, le dimensioni dei fori e gli eventuali spazi interni ristretti. Per una struttura convenzionale, le capacità di fabbricazione di circuiti stampati multistrato di Highleap rappresentano un utile punto di partenza per adattare il progetto al processo di produzione.

PCB HDI a 8 strati

Una costruzione HDI diventa rilevante quando il routing di fuga BGA a passo fine o la densità di interconnessione richiedono microvias laser, vias ciechi o interrati, o via-in-pad riempiti. Una scheda HDI a otto strati potrebbe utilizzare una struttura 1+6+1 o una struttura di laminazione sequenziale più complessa; nessuna delle due è implicita nella dicitura "HDI a 8 strati". La decisione di produzione dipende da quali strati collega ciascun via, se i microvias sono impilati o sfalsati e dal riempimento e dalla copertura richiesti. Una mappa dei vias strato per strato è più utile di un'etichetta HDI generica quando si verificano le capacità di microvias e di laminazione sequenziale rispetto alla struttura proposta.

PCB flessibile a 8 strati

Un circuito flessibile a otto strati è una struttura multistrato specializzata in poliimmide. Con otto strati di rame, la zona di flessione è in genere molto meno flessibile rispetto a un circuito flessibile sottile a uno o due strati. Specificare se la flessione si verifica solo durante l'installazione o ripetutamente durante l'esercizio, dove si verificano le flessioni, quali strati attraversano tali aree e la disposizione del rivestimento e dei rinforzi. L'affidabilità alla flessione e lo spessore finale devono essere valutati per la costruzione effettiva, in particolare quando si specificano circuiti flessibili multistrato per un prodotto con spazio limitato.

PCB rigido flessibile a 8 strati

Una scheda rigido-flessibile combina sezioni di componenti rigidi e regioni di interconnessione flessibili in un'unica struttura. Per "otto strati" è necessario un disegno che mostri il numero di strati di rame in ciascuna zona : una sezione rigida a otto strati può passare a un'area flessibile contenente un numero inferiore di conduttori. La posizione delle transizioni, delle zone di curvatura, dei fori metallizzati e dei componenti di assemblaggio determina il metodo di produzione. La mappa degli strati zona per zona è anche il punto di partenza per la revisione della costruzione rigido-flessibile e dei requisiti di collegamento ; il solo numero massimo di strati non è sufficiente.

Varianti di PCB a 8 strati in base ai materiali e ai requisiti elettrici

Le seguenti descrizioni sono spesso utili ai team di approvvigionamento, ma si riferiscono a specifiche di prestazioni o materiali applicate a una costruzione, piuttosto che a tipologie di pannelli che si escludono a vicenda.

• Circuito stampato a 8 strati ad alta velocità e bassa perdita: Da selezionare quando la perdita di canale è importante quanto la densità di instradamento. Specificare il tipo di laminato, i dati Dk/Df rilevanti, eventuali obiettivi di perdita di inserzione, i requisiti per la lamina di rame e gli strati di segnale controllato. La sola dicitura "alta velocità" non specifica un materiale sostitutivo accettabile.
• PCB ibrido RF o Rogers/FR-4 a 8 strati: Utilizzato laddove i circuiti RF richiedono strati a bassa perdita specificati insieme ad altri materiali dielettrici. Indicare esattamente quali strati utilizzano Rogers, PTFE o un altro laminato di grado RF, insieme ai gradi di incollaggio e alle frequenze operative previste. La combinazione dielettrica selezionata deve essere valutata rispetto a quella disponibile processi di fabbricazione di laminati RF; un conteggio di otto strati non stabilisce la fattibilità della laminazione ibrida.
• Circuito stampato a 8 strati ad impedenza controllata: Un requisito elettrico applicabile a schede rigide, HDI, flessibili o rigido-flessibili. Identificare i target di impedenza single-ended o differenziale, le tolleranze, i livelli di segnale/riferimento, i vincoli geometrici e se sono richiesti campioni o report di misurazione.
• Circuito stampato a 8 strati in rame pesante: Utilizzato per percorsi ad alta corrente selezionati o per la distribuzione di potenza. Specificare peso del rame finito su ogni strato, non solo “PCB in rame pesante”. La fabbrica deve esaminare le tolleranze di incisione, la foratura, lo spessore del dielettrico e la compatibilità con le caratteristiche del segnale a passo fine rispetto al suo capacità di lavorazione del rame spesso.
• Circuito stampato a 8 strati ad alta temperatura di transizione vetrosa (Tg) o senza alogeni: Questi documenti identificano le restrizioni relative ai laminati. Fornire il grado del materiale specificato o i requisiti applicabili, i vincoli termici e di affidabilità e se è possibile proporre un laminato alternativo per l'approvazione.

Se la decisione riguarda quali strati trasportano segnali, massa o alimentazione, piuttosto che la struttura del circuito stampato, le configurazioni a otto strati di Highleap affrontano questo specifico quesito progettuale. In questo caso, l'attenzione si concentra sulle differenze di produzione tra le diverse strutture e varianti di materiale.

Circuiti stampati a 8 strati con caratteristiche di produzione speciali

Altre ricerche descrivono un processo aggiuntivo piuttosto che la struttura di base del PCB. Queste caratteristiche possono essere incorporate in un circuito stampato rigido a otto strati o, ove compatibile, in un'altra struttura:

• Circuito stampato a 8 strati con contatti dorati: Per i connettori di bordo, specificare le dimensioni del contatto, la geometria del dito lungo/corto o segmentato, la smussatura e placcatura a contatto selettiva in oro duroUna nota ENIG generica non sostituisce una finitura di contatto d'usura definita.
• Circuito stampato a 8 strati con cavità a profondità controllata o fessure cieche: Specificare la profondità di lavorazione, il punto di riferimento di misura, lo spessore dielettrico residuo e le tolleranze. Il numero di strati e i file di contorno da soli non sono sufficienti a definire l'operazione di lavorazione.
• Circuito stampato a 8 strati con foratura posteriore: Specificare i fori interessati, il lato di foratura, il diametro della punta, lo strato di arresto previsto e il moncone residuo consentito. Queste dimensioni determinano se rimozione di via-stub a profondità controllata può soddisfare i requisiti di prestazione del segnale.
• Circuito stampato a 8 strati con placcatura dei bordi o fori a corona: Identificare con precisione i bordi placcati o le posizioni dei semifori, le relative distanze di rame e i requisiti di finitura superficiale.
• Circuito stampato a 8 strati con via-in-pad riempiti: Identificare la posizione dei fori passanti, le specifiche di riempimento e di copertura in rame, nonché i requisiti di planarità per i pad saldabili. Questi dettagli sono importanti sia per la fabbricazione che per l'assemblaggio BGA.
• Circuiti stampati a 8 strati ultrasottili, extra spessi o sovradimensionati: Definire le dimensioni finali, le tolleranze di spessore e planarità, nonché eventuali restrizioni relative alla movimentazione di pannelli o assemblaggi. Le dimensioni nominali di una scheda non determinano la compatibilità del processo con una configurazione insolita.

Un circuito stampato può utilizzare diverse caratteristiche contemporaneamente, ma la combinazione deve essere valutata considerando l'intera struttura e il processo produttivo. Ad esempio, il rame pesante, le caratteristiche HDI di precisione e un laminato ibrido a bassa perdita introducono ciascuno limitazioni diverse; l'approvazione di ciascuna separatamente non dimostra che la costruzione combinata sia fattibile.

Abbinamento del tipo di PCB a 8 strati ai requisiti di produzione

Una descrizione di produzione efficace elenca prima la costruzione, per poi aggiungere solo i requisiti che modificano il modo in cui quella specifica scheda deve essere realizzata. Questi esempi illustrano la differenza:

• Impedenza rigida e controllata: "PCB rigido FR-4 a 8 strati con stackup L1-L8 specificato e coppie differenziali controllate." Includere i pesi del rame, l'impedenza target e la verifica richiesta.
• HDI, assemblaggio ad alta densità: "PCB HDI rigido a 8 strati con configurazione 1+6+1 e via-in-pad riempiti sotto un BGA a passo fine." Includere la mappa completa delle via e il disegno di riempimento/copertura; confermare la configurazione con il produttore.
• Contenitore rigido-flessibile pieghevole: “PCB rigido-flessibile a 8 strati con otto strati nelle aree rigide e un'interconnessione flessibile definita separatamente.” Fornire la mappa degli strati di rame per ciascuna zona e le condizioni di flessione.
• RF ibrido, materiali misti: "PCB rigido RF/digitale a 8 strati con posizioni specificate per i laminati Rogers e FR-4." Includere la configurazione del dielettrico, i materiali di incollaggio, i requisiti di frequenza operativa e gli obiettivi di accettazione.

Per ciascuna di queste tipologie, le informazioni decisive sono la configurazione degli strati rilasciata, i dati di fabbricazione, i requisiti specifici per il rame e i materiali di ogni strato, le connessioni via cavo e i disegni per le caratteristiche speciali. Se Highleap si occuperà anche del montaggio dei circuiti stampati, la stessa documentazione dovrà includere la distinta base (BOM), i dati di posizionamento e i requisiti di assemblaggio e collaudo a livello di circuito stampato.

Highleap Electronics è in grado di esaminare la specifica costruzione a otto strati e identificare gli elementi che richiedono una conferma tecnica. Lo scopo è valutare l' effettiva combinazione di funzionalità , anziché presumere che ogni scheda descritta come "PCB a 8 strati" segua lo stesso processo produttivo.