Produzione di PCB con microvia impilati

La prima decisione riguarda la necessità di impilare i fori passanti.

Una microvia impilata è una scelta architetturale con conseguenze in fase di produzione. Dovrebbe risolvere un vincolo dimostrabile di instradamento o di densità di interconnessione, piuttosto che essere una caratteristica predefinita su ogni scheda HDI.

Le successive microvie laser occupano sostanzialmente la stessa posizione XY attraverso gli strati dielettrici di accumulo. Ogni nuovo livello si posiziona sulla connessione sottostante, che in genere richiede una struttura preparata, riempita di rame e sigillata, in grado di supportare la microvia successiva. Questa disposizione può preservare i canali di instradamento al di sotto dei dispositivi a passo fine. Crea inoltre ulteriori interfacce rame-rame che meritano attenzione durante la qualificazione del processo.

La discussione ingegneristica di Highleap inizia con il fan-out e la connettività degli strati: passo dei componenti, campo dei pad, vincoli di traccia/spazio, piani di riferimento, spessore del dielettrico, pesi del rame e posizioni consentite dei via. Se la modifica della disposizione altera i percorsi di ritorno o l'impedenza, tale compromesso spetta alla revisione del progetto elettrico del cliente.

Consulta le nostre risorse correlate sulla produzione di PCB HDI e sulla progettazione di stack-up HDI per una gamma più ampia di opzioni costruttive. Questa pagina si concentra in particolare sulla realizzazione e sul supporto, tramite qualificazione, di catene di microvias impilate.

La parte difficile è l'interfaccia nascosta del rame.

Le microvias sovrapposte vengono spesso presentate come una soluzione semplice per ottenere un cablaggio più denso. Tuttavia, per prodotti di lunga durata e ad alte prestazioni, la questione più importante è l'integrità dell'interfaccia tra il riempimento di rame di un livello e il pad o il cappuccio di supporto del livello successivo. La presenza di vuoti locali, un riempimento incompleto, una scarsa adesione metallurgica, la contaminazione o le variazioni di processo possono creare una debolezza latente nell'interconnessione.

Non si tratta di un'obiezione teorica a tutti i microvias impilati. È un problema di qualificazione noto. Nel 2019, IPC ha avvertito pubblicamente che alcuni guasti ai microvias venivano rilevati solo dopo l'accettazione del circuito stampato nudo, durante la rifusione, lo stress screening dell'assemblaggio o l'utilizzo sul campo, e ha evidenziato il rischio di interfacce deboli tra il pad di destinazione e il riempimento di rame. Ha inoltre avvertito che la sola ispezione convenzionale delle microsezioni potrebbe non rilevare tutti i difetti latenti.

Per programmi ad alta affidabilità, discutere di coupon per via-catena, esposizione alla rifusione, monitoraggio della resistenza durante le sollecitazioni termiche rilevanti, criteri di microsezione e requisiti di accettazione specifici del cliente. Utilizzare la revisione applicabile del proprio IPC contrattuale o delle specifiche OEM. Né l'avvertenza IPC né un singolo risultato di prova rendono ogni costruzione impilata non sicura, né ogni costruzione testata universalmente qualificata.

Come Highleap valuta uno stack di produzione

La produzione di PCB con microvias sovrapposte è un processo di assemblaggio ripetuto. Il costo e la difficoltà tecnica derivano dalla necessità di preparare ogni livello a supportare quello successivo, non semplicemente dall'utilizzo di una punta di trapano più piccola. Il processo esatto dipende dal sistema di laminazione e dal metodo di fabbrica qualificato; di seguito è riportata la sequenza che definiamo con i clienti in fase di revisione tecnica.

1. Congela il nucleo e la definizione della coppia di stratiDocumentare il nucleo, ogni strato dielettrico, i pesi del rame, lo spessore finale, le interconnessioni interrate e le posizioni degli strati. Assegnare un numero di strato univoco all'inizio e alla fine di ogni microvia.
2. Laminare ed esporre il rame di destinazione previstoRealizzare il successivo strato dielettrico; eseguire la foratura laser fino al pad di destinazione, mantenendo un allineamento e una profondità adeguati. La preparazione del pad di destinazione influisce sulla successiva qualità dell'interfaccia.
3. Metallizzare, riempire e preparare la superficie di atterraggioSpecificare il riempimento e la copertura in rame elettrolitico nel punto in cui il successivo microvia deve trovarsi direttamente sopra. Controllare la qualità della placcatura, la presenza di vuoti, la planarità e la successiva preparazione della superficie in rame.
4. Eseguire solo i livelli sovrapposti approvatiOgni ciclo di accumulo aggiuntivo comporta una maggiore manipolazione, un'esposizione della laminazione e un'interfaccia da controllare. Le modifiche all'altezza dello stack o il passaggio a vie sfalsate devono essere considerate come una revisione del progetto.
5. Ispeziona la catena, quindi pianifica l'esposizione del montaggioEsaminare i criteri di fabbricazione e le prove di qualificazione rilasciati. Quando un via-in-pad si trova sotto un BGA, allineare la superficie finita e l'esposizione alla rifusione con il team PCBA.

Come valutare un fornitore di microfori sovrapposti: richiedete prove, non aggettivi.

Il numero massimo di strati di un fornitore HDI non indica se il suo processo di realizzazione di via impilate riempite di rame sia compatibile con la vostra costruzione. Per i responsabili degli acquisti e i team di qualità degli OEM, le informazioni utili sono specifiche per la catena di via, il laminato e l'esposizione ai test effettivi.

Si consiglia di definire l'obiettivo di accettazione già in fase di richiesta di offerta (RFQ). Una microsezione del campione conferma le condizioni in quel punto specifico; non è intercambiabile con i test di affidabilità basati sulle prestazioni. Allo stesso modo, un test elettrico a temperatura ambiente potrebbe non rilevare un punto debole che si manifesta sotto stress termico. La combinazione più adatta dipende dal rischio applicativo e dalle specifiche del cliente.

Highleap è in grado di coordinare la fabbricazione avanzata di PCB con l'assemblaggio di PCB e l'approvvigionamento dei componenti quando lo stesso programma richiede SMT, posizionamento BGA, ispezione e test funzionali. Il coordinamento precoce tra fabbricazione e assemblaggio è fondamentale, soprattutto quando le strutture via-in-pad impilate si trovano all'interno di footprint BGA a passo fine.

Da una proposta di integrazione dell'HDI a una citazione significativa

Un preventivo per la microvia impilata dovrebbe tenere conto di come verrà effettivamente realizzata la scheda: numero di cicli di accumulo, livelli di riempimento in rame, rapporti tra le vie interrate, sistema di materiali, resa del pannello, ispezione e qualificazione dell'affidabilità. Due schede con lo stesso profilo e numero di strati possono avere processi e rischi molto diversi.

Collaboriamo con team internazionali di ingegneria e approvvigionamento, inclusi programmi OEM europei e israeliani, che necessitano di un partner affidabile in Cina per la produzione di PCB. Per questi team, l'approvazione del fornitore spesso include documentazione tecnica, tracciabilità della produzione, documentazione sui materiali e sulla conformità RoHS/REACH (ove applicabile), termini di riservatezza e accordo su spedizione e ispezione. Tali dettagli devono essere definiti contestualmente al preventivo tecnico, non dopo l'approvazione del prototipo.

Perché scegliere Highleap per un programma di PCB con microvias impilate?

Highleap Electronics è un partner cinese per la produzione di PCB e PCBA, che offre opzioni di foratura laser HDI, processi di via impilate riempite di rame, laminazione multistrato e assemblaggio di elettronica integrata, tutti descritti pubblicamente. Siamo la soluzione ideale per i team che desiderano discutere le decisioni relative alla densità di routing e ai rischi di produzione con un fornitore specializzato in ingegneria, anziché acquistare una scheda generica specificata solo dal numero di strati.

L'obiettivo è un progetto che possa passare dalla valutazione ingegneristica a una produzione approvata e ripetibile. Ciò richiede un accordo sulla geometria effettiva degli strati, sui materiali e sulla sequenza di processo più adatti, nonché prove di affidabilità proporzionate al rischio del prodotto. Condividi la tua configurazione degli strati e richiedi una consulenza sulla produzione con Highleap.