Productie van 12-laags printplaten: opbouw, mogelijkheden en kosten

Highleap Electronics produceert 12-laags printplaten, van prototypeseries tot serieproductie, op dezelfde rigide productielijn die ook printplaten tot 60 lagen produceert. Ingenieurs stappen doorgaans over op 12 lagen wanneer een 10-laags opbouw onvoldoende routingruimte of referentievlakken biedt voor snelle bussen, dicht opeengepakte BGA's of gescheiden voedingsdomeinen. Twaalf lagen bieden die extra ruimte, terwijl een standaard doorsteekmontage behouden blijft. Dit is vaak eenvoudiger dan hetzelfde ontwerp te forceren op minder lagen met gestapelde microvia's.

Op deze pagina vindt u informatie over de meest voorkomende printplaatconfiguraties, onze gepubliceerde productiemogelijkheden, materiaalkeuze, de belangrijke besturingselementen bij dit aantal lagen en factoren die de prijs beïnvloeden. Als u nog twijfelt of uw product twaalf lagen nodig heeft, bekijk dan waar 12-laags printplaten worden gebruikt . Korte antwoorden op veelgestelde vragen van kopers vindt u in de FAQ over 12-laags printplaten.

Opties voor 12-laags printplaatopbouw vanaf 1.6 mm en hoger.

De meeste 12-laags printplaten gebruiken een van de volgende twee configuraties: zes signaallagen met zes vlakken, of acht signaallagen met vier vlakken. De keuze hiertussen is een afweging tussen signaalintegriteit en beschikbare routingruimte, en moet worden vastgelegd voordat met de lay-out wordt begonnen, omdat deze alle impedantieberekeningen op de printplaat bepaalt.

De versie met zes vlakken geeft elke signaallaag een aangrenzend referentievlak, waardoor de impedantie gemakkelijker te handhaven is en de retourpaden kort blijven. Deze versie is geschikt voor printplaten met veel snelle interfaces. De versie met vier vlakken voegt twee routinglagen toe door signaallagen tussen vlakken te koppelen. Orthogonale routing kan de koppeling in de breedterichting verminderen, maar voldoende diëlektrische scheiding, referentievlakken en kanaalsimulatie blijven noodzakelijk. Dit zijn illustratieve toewijzingen van laagfuncties, geen vrijgegeven productiestapels. Diëlektrische diktes, kopergewichten en koperverdeling moeten in balans zijn rond het middenvlak; de labels alleen garanderen geen mechanische symmetrie. Het voorbeeld met acht signalen omvat opeenvolgende signaallagen die een zorgvuldige afstand tussen referentievlakken en een analyse van overspraak vereisen.

De algemene regels achter deze keuzes staan ​​beschreven in onze PCB-opbouwontwerpgids . Als u het aantal lagen vergelijkt, laten de 10-laags opbouwconfiguraties en onze pagina over 16-laags printplaten zien wat er verandert bij een stap lager en hoger.

Hoeveel signaallagen heeft een 12-laags printplaat?

Meestal zes of acht. Zes signaallagen met zes vlakken is de veiligere keuze voor signaalintegriteit. Acht signaallagen met vier vlakken biedt meer routingruimte, maar plaatst twee signaallagen tussen elk paar vlakken. Een ontwerp met tien signaallagen en slechts twee vlakken is op papier mogelijk, maar voldoet zelden aan de impedantie- of EMI-doelstellingen en betekent meestal dat de printplaat een hoger aantal lagen moet hebben.

Is een 12-laags printplaat altijd 1.6 mm dik?

1.6 mm is de meest voorkomende afgewerkte dikte omdat deze geschikt is voor standaard connectoren en kaartgeleiders, maar 12-laags printplaten worden ook gemaakt met een dikte van 2.0 mm, 2.4 mm of meer wanneer ze zware koperen of press-fit connectoren bevatten. Het bereik van 0.2 tot 8 mm op onze pagina met mogelijkheden dekt het gehele portfolio van stijve printplaten; dit is geen gegarandeerd diktebereik voor een 12-laags constructie. Een dikkere printplaat verhoogt de aspectverhouding van het kleinste doorvoergat, dus de boorgrootte en de dikte moeten samen worden gecontroleerd.

Productiemogelijkheid voor 12-laags printplaten

Twaalf lagen passen ruim binnen onze productielijn voor stijve printplaten, die een capaciteit heeft van 60 lagen. De onderstaande cijfers zijn afkomstig uit onze gepubliceerde productiecapaciteit voor stijve printplaten. Het zijn proceslimieten, dus een printplaat die meerdere lagen combineert, moet worden beoordeeld voordat een offerte wordt uitgebracht.

Op een 12-laags printplaat werken de limieten op elkaar in. Bij gebruik van de boorgatdiameter is 1.6 / 0.15 ongeveer 10.7:1, terwijl 3.2 / 0.15 ongeveer 21.3:1 is en de gepubliceerde limiet van 20:1 overschrijdt. Noch de minimale boordiameter, noch de maximale verhouding mag als haalbaar worden beschouwd zonder een beoordeling van de galvanisatie. Fijne sporen en tussenruimte zijn gemakkelijker te realiseren op dunne binnenste koperlagen dan op dikke koperlagen. De volledige lijst met toleranties is te vinden in onze tabel met specificaties voor stijve printplaten.

Kan een 12-laags printplaat gebruikmaken van blinde en verborgen via's?

Ja. Blinde via's verbinden een buitenste laag met binnenste lagen, ingegraven via's verbinden alleen binnenste lagen en laser-microvia's gaan tot 0.075 mm. De vereiste lamineer- en boorvolgorde hangt af van de via-architectuur; meerdere segmenten kunnen een processtap delen. Sequentiële productie kan de kosten en doorlooptijd verhogen. Veel 12-laags ontwerpen worden uitgevoerd als een eenvoudige doorsteekmontage. Gebruik blinde en ingegraven via's wanneer de BGA-uitbraak of de beschikbare ruimte op de printplaat dit vereist.

Materialen voor 12-laags printplaten

De materiaalkeuze voor een 12-laags printplaat hangt af van twee factoren: de warmte waaraan de printplaat wordt blootgesteld tijdens het lamineren en de loodvrije assemblage, en het signaalverlies dat uw snelste interfaces kunnen verdragen. Laminaat vormt een groot deel van de printplaatkosten, dus het is de moeite waard om het materiaal te kiezen op basis van deze twee vereisten in plaats van automatisch voor het duurste materiaal te kiezen.

• Hoge Tg FR-4 is het gebruikelijke uitgangspunt voor 12-laags printplaten. Voor de betrouwbaarheid van het reflow-proces moet Tg samen met de CTE in de Z-as, de ontledingstemperatuur (Td), de delaminatietijd, de vochtbestendigheid en het assemblageprofiel worden geëvalueerd; Tg alleen garandeert geen betrouwbaarheid van de geplateerde gaten. Zie onze opmerkingen over hoge Tg-laminaten.
• Laminaat met lage en zeer lage verliezen worden gebruikt wanneer lange hogesnelheidskanalen te veel signaalverlies zouden veroorzaken op standaard FR-4. Opties en afwegingen worden besproken in materialen voor printplaten met een hoog aantal lagen.
• Hybride stapelingen We gebruiken RF-laminaat op de lagen waar dat nodig is en FR-4 op de rest, wat de kosten van mixed-signal printplaten laag houdt. Wij bouwen Rogers en FR-4 hybride stackups wanneer een ontwerp daarom vraagt.

Welke Tg-waarde moet een 12-laags printplaat gebruiken?

Een loodvrije FR-4-kwaliteit met een hoge Tg-waarde is een veelgebruikt uitgangspunt, maar het aantal lagen alleen bepaalt niet de vereiste Tg-waarde. Controleer de Tg-waarde, Td-waarde, CTE in de Z-as en delaminatieprestaties in relatie tot de printplaatdikte, via-geometrie, reflowcycli en bedrijfstemperatuur. Vermeld het assemblage- en herwerkprofiel bij het aanvragen van de stackup.

Hoe we registratie, impedantie en via-betrouwbaarheid op 12 lagen controleren

De meeste defecten in 12-laags structuren komen voort uit drie bronnen: verkeerd uitgelijnde binnenlagen, impedantiedrift en zwakke galvanische gaten. Onze procescontrole richt zich op elk van deze oorzaken.

Kosten van een 12-laags printplaat: Wat bepaalt de prijs?

De prijs van een 12-laags printplaat hangt meer af van de constructie dan van het aantal lagen. Twee 12-laags printplaten van dezelfde grootte kunnen aanzienlijk in prijs verschillen, afhankelijk van de specificaties op het ontwerp.

• Lamineringscycli: Een doorvoermontage wordt één keer geperst. Blinde en verborgen via-architecturen vereisen mogelijk extra processtappen; het aantal cycli hangt af van de volledige montagesequentie, niet alleen van het aantal via-segmenten.
• Materiaal: Laagverlies- en RF-laminaten kosten veel meer dan FR-4 met een hoge Tg-waarde, en een hybride opbouw beperkt die kosten tot de lagen die het nodig hebben.
• Boor- en via-functies: Kleine boorgaten, hoge aspectverhoudingen, achterwaarts boren en gevulde of afgedekte via's in het contactvlak voegen elk extra processtappen toe.
• Impedantie en oscilloscoop: Veel structuren met gecontroleerde impedantie vereisen meer ontwerp en meting van de testmonsters.
• Afwerking, paneelgebruik en aantal: ENEPIG en hard goud kosten meer dan ENIG. De mate waarin het ontwerp het productiepaneel vult en de bestelhoeveelheid bepalen de kosten per eenheid.

Is een 12-laags printplaat veel duurder dan een 10-laags printplaat?

Meestal is het verschil niet groot, als beide doorsteekcomponenten hebben. Van 10 naar 12 lagen gaan brengt extra processen met zich mee, zoals koperen patronen en diëlektrische lagen; de kernopstelling, het boren en de lamineervolgorde zijn afhankelijk van het ontwerp. De grote kostenstijgingen komen voort uit sequentiële laminering en speciale materialen. Een printplaat met 12 doorsteekcomponenten kan daarom goedkoper zijn dan een printplaat met 10 lagen die blinde via's nodig heeft om dezelfde routing te realiseren.

Wat moet ik opsturen voor een offerte voor een 12-laags printplaat?

Een compleet datapakket ondersteunt snelle offertes en vermindert het aantal verduidelijkingsrondes. Highleap adverteert met een offerteservice van twee uur; complexe configuraties, speciale materialen of onvolledige gegevens kunnen een aanvullende technische beoordeling vereisen voordat de prijs en levertijd worden bevestigd. Ontbrekende items, meestal de impedantietabel of de configuratie, zijn de gebruikelijke oorzaak van een vertraagde offerte.

• Fabricagegegevens: Gerber- of ODB++-bestanden, boorbestanden met een via-structuurtabel en de printplaatcontour.
• Opstapelen: Stuur ons uw opbouwtekening, of de gewenste dikte en laagvolgorde, zodat we een voorstel kunnen doen.
• Impedantietabel: streefwaarden, tolerantie, spoorbreedte en referentielagen voor elke gecontroleerde structuur.
• Materiaal en afwerking: laminaat of vereiste Tg- en verliesklasse, kopergewichten en oppervlakteafwerking.
• Aanvaarding: IPC-klasse, eventuele vereisten voor achterboringen of via's in de pad, en de aantallen en data voor prototype en productie.

Als de lay-out nog niet definitief is, stuur hem dan toch op. Een DFM-controle in dit stadium kan een onevenwichtige stapeling of een te strakke ringstructuur aan het licht brengen, terwijl het nog goedkoop te verhelpen is.

Kan Highleap ook de 12-laags printplaten assembleren?

Ja. SMT- en through-hole-assemblage, componentinkoop en -inspectie kunnen worden inbegrepen. De pitch van de componenten, de componentgrootte en de AOI/röntgeninspectie worden gecontroleerd aan de hand van de stuklijst en de assemblagegegevens. Bij turnkey-assemblage is één leverancier verantwoordelijk voor de kale printplaat, de componentinkoop en de assemblage, waardoor een opbrengstprobleem direct kan worden opgespoord en de oorzaak kan worden achterhaald zonder dat er tussen leveranciers hoeft te worden gewisseld.