Toepassingen van 12-laags printplaten: wanneer kies je voor twaalf lagen?

12-laags printplaten combineren vaak een dichte componentindeling, meerdere interfaces en stroomdistributie. Twaalf lagen kunnen een nuttige optie zijn wanneer een constructie met minder lagen niet voldoet aan de eisen voor routing, retourpaden of stroomintegriteit binnen de printplaatcontouren. De uiteindelijke keuze hangt af van de behuizing, de via-architectuur, de materialen en de productiebeperkingen; twaalf lagen sluiten de noodzaak voor HDI niet automatisch uit.

Deze pagina helpt u te bepalen of uw ontwerp in die groep thuishoort. Hier vindt u een overzicht van producten die doorgaans 12 lagen gebruiken, de factoren die een ontwerp daartoe aanzetten en de vragen die het aantal lagen bepalen. Hoe deze printplaten worden gemaakt en wat ze kosten, wordt behandeld op onze pagina over de productie van 12-laags printplaten.

Producten die vaak gebruikmaken van 12-laags printplaten

Het aantal lagen hangt af van de dichtheid en snelheid van het product, niet van de branche. Een eenvoudige controller in een medisch apparaat kan een printplaat met 4 lagen zijn, terwijl een compacte netwerkkaart in hetzelfde gebouw er 12 heeft. De onderstaande voorbeelden dienen als uitgangspunt voor evaluatie en zijn geen branchespecifieke eisen voor het aantal lagen.

Highleap produceert printplaten voor al deze markten, waaronder communicatieapparatuur , medische apparaten , auto-elektronica en industriële besturingssystemen . De fabricage-eisen zijn overal hetzelfde. Wat verschilt, is de acceptatienorm en de documentatie die de eindklant vereist.

Worden er in consumentenproducten 12-laags printplaten gebruikt?

Ja. Sommige computer-, game-, netwerk- en compacte consumentenproducten gebruiken 12 lagen of meer. Smartphones en dunne moederborden kunnen veel lagen combineren met HDI-microvias. Het aantal lagen en de via-technologie zijn afzonderlijke ontwerpkeuzes en geen van beide is gebonden aan de productcategorie.

En hoe zit het met bestuursraden voor de lucht- en ruimtevaart en defensie?

Deze producten bestaan ​​vaak uit 12 lagen of meer, maar het aantal lagen is zelden het lastigste. De grootste uitdagingen zijn de documentatie, de traceerbaarheid van de materialen en de acceptatienorm die het programma vereist. Als uw printplaat in deze categorie valt, geef dan bij het aanleveren van de bestanden aan aan welke norm deze moet voldoen, want dat heeft een grotere invloed op de offerte dan het aantal lagen. Ons werk voor luchtvaart- en defensieprogramma's wordt op deze manier afgebakend.

Signalen en connectoren die een ontwerp naar 12 lagen tillen

Een printplaat wordt uitgebreid naar 12 lagen vanwege specifieke routingproblemen, niet omdat de productcategorie geavanceerder klinkt. Vier situaties verklaren de meeste van deze uitbreidingen.

Elk van deze problemen kan op 8 of 10 lagen worden opgelost. De combinatie van twee of meer problemen, binnen een vaste printplaatcontour, maakt 12 lagen de praktische oplossing. De praktijk van snelle routing wordt behandeld in onze handleiding voor snelle printplaten , en printplaten die zijn gebouwd voor AI-serverplatformen laten zien waar deze logica toe leidt bij een hoger aantal lagen.

Vereist een snellere interface altijd meer lagen?

Nee. Een enkele snelle verbinding op een verder eenvoudige printplaat rechtvaardigt geen 12 lagen. Waar het om gaat, is hoeveel van dergelijke verbindingen tegelijkertijd moeten worden gerouteerd en of elk ervan een ononderbroken referentievlak kan behouden. Eén 10 Gbps-verbinding met een zuiver retourpad is gemakkelijker te bouwen dan acht 1 Gbps-verbindingen die een gesplitst vlak kruisen.

De keuze tussen 8, 10, 12 en 16 lagen

Kies het laagste aantal lagen dat elk snel signaal een referentievlak geeft en de printplaat nog steeds correct routeert. Extra lagen kosten geld bij elke printplaat die je ooit bouwt, dus het doel is de kleinste stapelopbouw die aan de elektrische eisen voldoet, niet de meest geavanceerde.

Er is een tweede optie die vaak over het hoofd wordt gezien. In plaats van extra lagen toe te voegen, kiezen sommige ontwerpen voor een constructie met 10 lagen in plaats van HDI-lagen met microvias . Hierdoor komt er routingruimte vrij onder de BGA. Dit gaat ten koste van de kosten van extra lagen, maar resulteert in lagere kosten voor sequentiële laminering. Welke optie de beste is, hangt af van de printplaat. Wilt u liever concrete cijfers dan een vuistregel? Stuur dan de contouren, de behuizings- en interface-eisen, mogelijke stackups en beschikbare lay-outgegevens op, zodat de alternatieven kunnen worden beoordeeld en op basis van een vergelijkbare offerte kunnen worden aangeboden.

Kan ik de lay-out beginnen met 10 lagen en later lagen toevoegen?

Het kan, maar het is kostbaar om dit later te doen. Het toevoegen van lagen kan de diëlektrische afstand en referentie-toewijzingen veranderen, zelfs als de totale dikte gelijk blijft. Daarom moeten geometrieën met gecontroleerde impedantie en routing opnieuw worden gevalideerd. Als er een reële kans is dat het ontwerp 12 lagen nodig heeft, begin dan daar met de lay-out. Het verwijderen van lagen vereist ook een controle van de stackup en signaalintegriteit; geen van beide wijzigingen mag worden behandeld als een simpele mechanische aanpassing.

Ontwerpregels die ertoe doen zodra je kiest voor 12 lagen.

Zodra het aantal lagen vaststaat, bepalen drie beslissingen of de printplaat netjes geprint kan worden. Het is raadzaam deze beslissingen te nemen voordat het ontwerp ver gevorderd is, omdat het achteraf wijzigen van elk van deze beslissingen kostbaar is.

• Zorg voor een symmetrische stapeling. Koper en hars moeten ongeveer in het midden van de printplaat symmetrisch verdeeld zijn. Een onevenwichtige opbouw van 12 lagen vergroot het risico op kromtrekken en verdraaien na het lamineren, en een kromgetrokken printplaat is moeilijk te monteren en kan in het veld defect raken. stapelgids Toont evenwichtige arrangementen.
• Geef elk snel signaal een referentievlak. Leid hogesnelheidssporen over lagen die grenzen aan een ononderbroken grond- of stroomvlak en vermijd het kruisen van splitsingen in dat vlak. Dit is belangrijker bij 12 lagen dan bij 4, omdat de kans op fouten groter is.
• De afmetingen van de via's moeten overeenkomen met de dikte van de printplaat. Een printplaat met 12 lagen is meestal 1.6 mm of dikker, dus het kleinste doorvoergat moet binnen de aspectverhouding van de fabrikant blijven. Plan de via-grootte voordat u een BGA-pitch kiest.

De overige lay-outregels zijn hetzelfde als voor elke andere meerlaagse printplaat. Wat er verandert bij twaalf lagen, is dat fouten midden in de stapel verborgen zitten, waar ze niet meer hersteld kunnen worden. Het vroegtijdig controleren van het ontwerp aan de hand van de fabricagelimieten is de goedkoopste verzekering, en daarvoor dient onze DFM-review.

Moet ik het 12-laags printplaatontwerp zelf maken of de fabrikant om een ​​voorbeeld van de lagenopbouw vragen?

Vraag naar de opbouw van de lagen en ontwerp daarop. Een fabrikant weet welke diktes van de kern en prepreg op voorraad zijn en welke constructies de impedantie behouden zonder speciaal materiaal. Door te ontwerpen op basis van een opbouw die we daadwerkelijk kunnen realiseren, voorkomt u een herontwerp wanneer de aangeboden constructie afwijkt van die in uw CAD-programma. Stuur ons uw laagdiktevereisten en de gewenste impedantie, en wij doen een voorstel.