Fabricage en assemblage van printplaten voor mobiele apparaten

Smartphone-printplaten behoren tot de meest veeleisende printplaten die op grote schaal worden geproduceerd: 10 tot 12 koperlagen samengeperst tot een dikte van minder dan 1 mm, die tegelijkertijd signalen van de gelijkstroomvoeding naar de 40 GHz 5G-antenne transporteren. Om ze betrouwbaar te produceren, zijn andere apparatuur, procesbeheersing en technische ondersteuning nodig dan bij de standaard commerciële printplaatproductie.

Highleap Electronics is gespecialiseerd in de fabricage en assemblage van printplaten voor mobiele apparaten voor OEM- en ODM-klanten. Van vroege prototypes tot grootschalige productie, alles onder één dak. Onze mogelijkheden voor de productie van telefoonprintplaten dekken alle eisen van de huidige smartphoneplatformen.

Wat maakt een printplaat voor mobiele apparaten anders dan standaard printplaten?

Een mobiele printplaat – ook wel smartphone-printplaat, telefoonprintplaat of moederbord voor mobiele telefoons genoemd – is niet zomaar een kleinere versie van een industriële of consumentenelektronica-printplaat. De combinatie van eisen waaraan deze tegelijkertijd moet voldoen, komt nergens anders in de elektronica-industrie voor.

Het aantal lagen bedraagt ​​10-12, vergeleken met de 2-6 die typisch zijn voor standaard commerciële printplaten. De totale dikte van de printplaat mag maximaal 1.0 mm bedragen. De minimale spoorbreedte is 50 μm (2 mil), vergeleken met 100-150 μm op standaard printplaten. De via-technologie verschuift van mechanische doorvoergaten naar HDI-lasermicro-vias met een boordiameter van 0.1 mm. En de signaalfrequenties bereiken tot 40 GHz voor 5G mmWave, tegenover doorgaans minder dan 1 GHz op standaard printplaten.

Deze beperkingen versterken elkaar. Het plaatsen van 1,000 tot 1,500 componenten op een printplaat die kleiner is dan een creditcard, met behoud van 5G RF-isolatie, thermische paden voor een 10W SoC en LPDDR5X-geheugenroutering met een snelheid van 8,533 Mbps, vereist fabricage- en assemblageprocessen die de meeste printplaatfabrieken simpelweg niet aankunnen.

HDI-technologie: waarom smartphones het nodig hebben

High Density Interconnect (HDI) PCB-technologie is geen optie in het moderne smartphoneontwerp; het is de enige fabricagemethode die de huidige SoC-pakketdichtheden ondersteunt. Een geavanceerde applicatieprocessor in een BGA-pakket met een pitch van 0.4 mm kan niet worden gerouteerd met behulp van conventionele through-hole via-technologie; er is onvoldoende fysieke ruimte op de binnenste lagen om de signaalsporen uit te waaieren.

HDI lost dit op door grote mechanische via's te vervangen door lasergeboorde micro-via's (0.1 mm diameter) die alleen de benodigde lagen verbinden, waardoor er ruimte overblijft voor routing in de binnenste lagen. Gestapelde micro-via-structuren – waarbij meerdere blinde via's verticaal worden opgebouwd door middel van opeenvolgende lamineercycli – maken de hoge dichtheid aan ontsnappingsroutes mogelijk die moderne mobiele SoC-pakketten vereisen.

De opbouwconfiguratie wordt bepaald door de chipafstand van de SoC en het aantal interfaces: 1+N+1 (6–8 lagen) voor smartphones uit het middensegment; 2+N+2 (8–10 lagen) voor integratie met vlaggenschip-SoC's; ELIC 3+N+3 (10–12 lagen) voor 5G mmWave-vlaggenschips. Zie de pagina over HDI PCB-productie van Highleap Electronics voor fabricagespecificaties en methoden voor het kwalificeren van dwarsdoorsneden .

Waarop te letten bij de keuze van een fabrikant van printplaten voor mobiele telefoons

Niet elke PCB-fabriek die HDI-capaciteit claimt, kan daadwerkelijk printplaten van mobiele kwaliteit produceren met een opbrengst die massaproductie rendabel maakt. Bij de beoordeling van een leverancier van printplaten voor mobiele toepassingen zijn er vier dingen die capabele fabrikanten onderscheiden van fabrikanten die herhaaldelijk herproductie zullen moeten uitvoeren:

• Laserboring met een minimale afmeting van 0.1 mm — De diameter van de micro-via's beperkt direct de BGA-routingdichtheid; fabrieken die beperkt zijn tot boren van 0.15 mm kunnen de huidige vlaggenschip-SoC-pakketten niet ondersteunen.
• Impedantiecontrole met TDR-verificatie — Impedantiemetingen op basis van simulaties zijn onvoldoende voor 5G RF- en LPDDR5X-geheugeninterfaces; gemeten testgegevens moeten bij elke productielot worden meegeleverd.
• 100% AXI op BGA-pakketten — Geautomatiseerde röntgeninspectie van elke verbinding is de enige manier om het percentage holtes te detecteren voordat de printplaten de functionele test bereiken; steekproeven zijn niet voldoende voor mobiele productie.
• Fabricage en assemblage onder één dak. — Supply chains met meerdere leveranciers introduceren discrepanties in het reflow-profiel en lacunes in de verantwoording wanneer er opbrengstproblemen optreden.

Highleap Electronics: Fabricage en assemblage van printplaten voor mobiele apparaten

Highleap Electronics produceert printplaten voor mobiele apparaten voor smartphonefabrikanten (OEM's en ODM's) op basis van Qualcomm Snapdragon-, MediaTek Dimensity- en Samsung Exynos-platformen.

Voor 5G sub-6GHz- en mmWave-ontwerpen specificeren we een speciaal verliesarm laminaat of LCP op de RF-lagen – dezelfde verliesarme materiaalspecificaties die we gebruiken voor onze hoogfrequente PCB- productielijn. We produceren ook rigid-flex-printplaten voor cameramodules en interconnecties voor vouwscharnieren, en draadloze oplaadprintplaten voor Qi-assemblages – waarmee we het volledige PCB-spectrum van een moderne smartphone in één leverancier bestrijken.

Van prototype van mobiele printplaat tot massaproductie: hoe het proces werkt

De meeste projecten voor mobiele printplaten beginnen met een beoordeling van de Gerber-bestanden. Een Gerber-set, een ruwe specificatie van de opbouw en de verwachte volumes zijn voldoende om binnen 24-48 uur een DFM-rapport en een voorlopige offerte te ontvangen. De productie van een prototype duurt doorgaans 7-14 dagen voor een kale printplaat, met 3-5 dagen extra voor een geassembleerd prototype. Daarna volgt de ontwerpkwalificatie – röntgenonderzoek, impedantievalidatie, thermische cyclusbemonstering – voordat de procesparameters voor massaproductie worden vastgelegd. Voor een volledig overzicht van hoe printplaten door onze fabriek gaan, kunt u onze pagina over het PCB-productieproces raadplegen.

Wij bieden zowel turnkey-assemblage (waarbij wij de componenten inkopen) als assemblage met gecontracteerde materialen aan. Voor klanten die overstappen van een andere leverancier, bieden we een gratis DFM-analyse van bestaande ontwerpen aan. Hierbij wordt vaak de oorzaak van opbrengstproblemen gevonden die voorheen aan het ontwerp werden toegeschreven.

Veelgestelde vragen over de productie van printplaten voor mobiele apparaten

Hoeveel lagen heeft een printplaat van een smartphone doorgaans?

De meeste moderne vlaggenschip-smartphones gebruiken printplaten met 10 tot 12 lagen. Middenklasse toestellen gebruiken doorgaans 6 tot 8 lagen. Het aantal lagen wordt bepaald door het SoC-platform: ontwerpen van de Qualcomm Snapdragon 8-serie en de MediaTek Dimensity 9000-serie vereisen over het algemeen meer dan 10 lagen om alle snelle interfaces te routeren zonder de signaalintegriteit in gevaar te brengen.

Wat is de minimale bestelhoeveelheid voor de fabricage van printplaten voor mobiele apparaten?

Highleap Electronics hanteert geen minimale bestelhoeveelheid voor prototypes. Een basis voor het maken van prototypes bestaat uit 5 tot 20 stuks. Vanaf circa 500 stuks gelden er prijzen voor serieproductie, en vanaf 5,000 stuks is volledige optimalisatie voor massaproductie mogelijk.

Welke bestanden moet ik aanleveren voor een offerte voor een mobiele printplaat?

Gerber-bestanden (RS-274X-formaat) en een opbouwspecificatie zijn voldoende om te beginnen. Een stuklijst (BOM) is vereist voor offertes voor de assemblage. We kunnen werken met ODB++-bestanden en ons engineeringteam zal tijdens de DFM-beoordeling eventuele ontbrekende informatie opvragen – u heeft geen compleet pakket nodig om het gesprek te starten.

Kunt u mobiele printplaten produceren die 5G mmWave ondersteunen?

Ja. 5G mmWave-ontwerpen vereisen diëlektrische materialen met lage verliezen (een speciaal laminaat met lage verliezen of LCP) op de RF-lagen, met gecontroleerde impedantiesporen die geverifieerd zijn door TDR-metingen. Wij produceren hybride stack-ups die deze materialen combineren met standaard FR4 op de binnenste lagen, en valideren de impedantie van het RF-gedeelte met behulp van testmonsters die bij elke productielot worden meegeleverd.

Welke certificeringen heeft Highleap Electronics voor de productie van printplaten voor mobiele apparaten?

Highleap Electronics is ISO 9001:2015 gecertificeerd en produceert volgens IPC-A-610 Klasse 2 als basisnorm. Inspectiecriteria van IPC Klasse 3 zijn op aanvraag beschikbaar voor projecten met hogere betrouwbaarheidseisen. Alle productiebatches worden geleverd met volledige traceerbaarheidsdocumentatie, inclusief materiaallotgegevens, inspectierapporten en impedantietestgegevens.