mSAP PCB-productie voor fijnmazige schakelingen

Highleap Electronics biedt mSAP PCB-productiebeoordeling en offertes voor circuitontwerpen met fijne lijnen, waarbij de vereiste geleidergeometrie, pitch en koperconstructie een aangepast semi-additief proces vereisen. Als uw huidige leverancier de gespecificeerde lijnbreedte, afstand of lay-out met fijne pitch niet kan ondersteunen, stuur ons dan het vrijgegeven ontwerp en de stackup, zodat we de procesvereisten kunnen beoordelen aan de hand van het daadwerkelijke ontwerp.

Voor de fabricage van mSAP-printplaten is een minimaal aantal lijnen/ruimtes op zich niet voldoende. De uiteindelijke geleiderbreedte, koperdikte, diëlektrisch systeem, laaguitlijning, impedantiedoelen, paneelindeling en inspectiecriteria moeten gezamenlijk in overweging worden genomen. Het offertetraject van Highleap is erop gericht de vereiste constructie vast te stellen en de procesveronderstellingen te bevestigen voordat prijs en levertijd worden vastgelegd.

mSAP PCB-productie versus subtractief etsen

Een conventionele meerlaagse printplaat wordt subtractief opgebouwd. De gehele laag wordt bedekt met koper, een afbeelding wordt in droge film afgedrukt, het blootgelegde koper wordt weggeëtst en het resterende koper vormt het patroon. De uiteindelijke lijnbreedte is daarom de lijnbreedte van de fotolithografie min de hoeveelheid die door het etsen wordt verwijderd, en het etsen is niet verticaal. Het etst onder, en dat gebeurt ongelijkmatig, afhankelijk van de koperdikte en de beeldverhouding van het element.

Het semi-additieve proces keert de logica om. Het patroon wordt eerst gecreëerd als een dunne kiemlaag in de vorm van de gewenste kenmerken, waarna koper tot de volledige dikte wordt aangebracht. Omdat het koper vanuit een dunne kiemlaag wordt aangebracht, kan mSAP de laterale ondersnijding die gepaard gaat met subtractief etsen verminderen. De uiteindelijke lijngeometrie is nog steeds afhankelijk van de beeldvorming, het resistprofiel, de dikte van de aangebrachte koperlaag, de verwijdering van de kiemlaag en de procesbeheersing; deze wordt niet alleen door de lithografie bepaald.

Dit is wat mSAP in de praktijk anders maakt. Het uiteindelijke koper wordt niet bepaald door het etsen, maar door de afbeelding, waarna het wordt gegroeid. Daarom kan mSAP pad-arrays met een fijne pitch en smalle sporen produceren die bij een subtractieve route zouden worden afgerond of waarvoor een enorme hoeveelheid overcorrectie nodig zou zijn om het etsen te doorstaan.

mSAP versus standaard PCB-fabricage voor ontwerpen met fijne lijnen

Omdat de zaadlaag geprint moet worden en de beplating uniform moet zijn, is mSAP op een conventioneel laminaat weliswaar mogelijk, maar niet de beste methode. De gangbare praktijk in de industrie is om mSAP-structuren te bouwen op een materiaalsysteem waarvan de oppervlaktechemie het proces ondersteunt: een zeer gladde koperfolie, en in de best presterende structuren een harssysteem met lage verliezen en een goede diëlektrische consistentie.

Als de eis simpelweg "fijne lijnen" is en niet "fijne lijnen met gecontroleerde impedantie op een dun diëlektrisch materiaal", kan een conventioneel proces voor fijne lijnen op een hoogwaardig laminaat aan de eis voldoen tegen lagere kosten. De voordelen van mSAP worden groter wanneer de fijne structuren ook dicht zijn, wanneer het koper dik is ten opzichte van de lijnbreedte, of wanneer de geometrie zich daadwerkelijk op de grens bevindt van wat fotolithografie en etsen kunnen realiseren.

mSAP PCB-productieproces voor printplaten met fijne lijnen

De onderstaande stappen vormen de kern van het proces. Elke stap dient ter voorbereiding van het oppervlak op de volgende, en de volgorde is niet flexibel.

Stap 4 is waar de meeste moeilijkheden zich voordoen. Galvaniseren is een proces op paneelniveau: de stroomverdeling over een groot paneel is nooit perfect gelijkmatig, waardoor de koperdikte varieert en waar de dikte varieert, varieert ook de breedte van de afgewerkte lijn. De paneelafmetingen en het gebruik ervan zijn afhankelijk van de apparatuur van de fabrikant, de controle op de uniformiteit van de galvanisatie en het specifieke ontwerp. De afmetingen van de afgewerkte printplaat moeten daarom in de offerte worden opgenomen, zodat de voorgestelde paneelindeling en procesroute kunnen worden beoordeeld.

mSAP-vereisten voor fijne lijnen en tussenruimte bij de fabricage van printplaten

Het galvaniseerbad in een mSAP-lijn is niet uitwisselbaar met een algemeen kopergalvaniseerbad. Additieven in het bad bepalen de galvaniseersnelheid en het spreidingsvermogen, en voor mSAP is het belangrijk hoe het bad koper aangroeit in smalle groeven tussen de startgebieden. Een bad dat goed galvaniseert in een open gebied kan de binnenkant van een fijnmazige array onvoldoende koper leveren, waardoor een taps toelopende vorm of een opening ontstaat tussen de pad en de printspoor.

Voor de koper zijn hier drie gevolgen aan verbonden, die het waard zijn om te begrijpen omdat ze aan bod komen bij de beoordeling van de tekeningen:

• De beeldverhouding in het vlak is van belang. Een dicht opeengepakte pad-array gedraagt ​​zich voor de galvaniseermachine als een reeks smalle sleuven. Hoe dichter de array en hoe fijner de pitch, hoe moeilijker het is om uniform te galvaniseren en hoe meer het proces afhankelijk is van de specifieke chemische samenstelling en het paneelontwerp van de fabrikant.
• De zaadlaag vormt een knelpunt voor fijne structuren. Elektrochemische afzetting in een kleine ruimte kan traag of onvolledig zijn. Dit vormt een reële beperking voor de haalbare structuurgrootte en is niet te verhelpen door betere lithografie.
• Dikkere koperlagen zijn onevenredig veel harder. Omdat de beplating de ruimte gelijkmatig moet vullen met het volledige kopergewicht, is een hoge koperconcentratie bij fijne details een van de moeilijkste combinaties in dit proces.

De bijbehorende subtractieve methode voor dichte structuren wordt besproken in ons laser direct imaging (LDI)-proces , en het boren van fijne pitch-structuren in onze laser-geboorde PCB-vias . Voor printplaten die fijne lijnen combineren met een opbouwstructuur, wordt de stackup-vraag behandeld in ons HDI stackup-ontwerp.

mSAP PCB-ontwerpregels voor componenten met fijne pitch

Ontwerpen voor mSAP is niet hetzelfde als ontwerpen voor standaard fotolithografie met nauwere getallen. Verschillende regels veranderen van aard in plaats van van waarde.

• De ringvorm is niet langer een beperking qua minimale breedte. Doordat het koper uitzet in plaats van wordt weggeëtst, kan de pad bijna dezelfde grootte hebben als het uiteindelijke gat, zonder dat de ondersnijding de pad wegvreet. Dit maakt dichte pad-arrays mogelijk en levert een aanzienlijke winst op in het freesbare oppervlak bij een ontwerp met fijne pitch.
• Etscompensatie is niet op dezelfde manier nodig. Een ontwerper die gewend is om etsverlies te compenseren, moet het ontwerp opnieuw controleren, omdat het uiteindelijke resultaat dicht bij het geprojecteerde resultaat ligt.
• Het kopergewicht bij het verwerken van fijne details moet gerechtvaardigd zijn. Als het ontwerp 2 oz koper op lijnen van 50 µm vereist, moet de galvaniseerstap dit uniform opvullen en wordt de procesmarge klein. Er is vaak een verband tussen dikte en breedte dat het waard is om te bekijken vóór de release.
• De impedantiewaarden moeten opnieuw worden berekend voor het afgewerkte koper. De karakteristieke impedantie is afhankelijk van de spoorbreedte en de koperdikte, en het mSAP-koperoppervlak is gladder dan een geëtst oppervlak. Als de impedantiedoelstelling is vastgesteld op basis van een standaard procesberekening, is het raadzaam deze te controleren aan de hand van de daadwerkelijke afgewerkte geometrie.

Impedantiecontrole in het algemeen wordt besproken in onze pagina over impedantiecontrole op RF-printplaten en in het bredere kader van printplaatontwerp met gecontroleerde impedantie . De gevolgen voor de fijne details bij RF-lay-outs worden behandeld in onze richtlijnen voor RF-printplaatontwerp.

Wanneer moet je mSAP-technologie gebruiken voor printplaten met een hoge dichtheid?

mSAP is in specifieke situaties rendabel, terwijl in andere gevallen een conventioneel fine-line proces op een betere laminaatlaag de rationele oplossing is. Het loont de moeite wanneer het ontwerp pad-arrays met een fijne pitch bevat die met een subtractieve route niet kunnen worden opgelost, wanneer de breedte van een spoor de impedantie bepaalt en de breedtetolerantie klein is, wanneer koper dik moet zijn ten opzichte van de lijnbreedte, en wanneer een structuur zo dicht is dat een gewone printplaat meer lagen nodig zou hebben dan het mechanische ontwerp toelaat.

Het is niet rendabel wanneer de enige vereiste een bescheiden vermindering van de lijnbreedte is, wanneer de printplaat groot is en het kopergewicht hoog maar de kenmerken standaard zijn, of wanneer het volume zo hoog is dat de proceskosten de overhand hebben en een conventioneel proces op een fijnlijnlaminaat binnen de vereiste tolerantie valt. In die gevallen is een HDI PCB-productieproces met laserboring en een hoogwaardig laminaat doorgaans de verstandigere specificatie.

Materiaalkeuze speelt een grotere rol in de beslissing dan kopers verwachten. Het laminaat moet compatibel zijn met de chemische samenstelling van de zaadlaag, en voor RF-structuren bepalen de diëlektrische constante en de verliesfactor van het harssysteem de haalbare prestaties, ongeacht de kwaliteit van het koper. Onze selectie PCB-materialen dekt deze afwegingen, en omvat met name de verliesarme materiaalfamilies in onze low-Dk en low-Df PCB-materialen.

mSAP PCB-kosten en levertijd voor fijnlijnproductie

Bij een mSAP-offerte is de prijs niet primair gebaseerd op het koper, maar op de processtappen en de paneeldiscipline.

• Aantal beeldvormings- en beplatingscycli. Elke binnenste laag in een opbouwstructuur beslaat een volledige mSAP-cyclus. Een opbouw van vier lagen bovenop een kern beslaat vier mSAP-cycli, niet één.
• Paneelgrootte. mSAP-panelen zijn kleiner omdat de uniformiteit van de beplating over grote oppervlakken afneemt. Een printplaat die niet geschikt is voor een standaardpaneel kan om die reden aanzienlijk duurder uitvallen.
• Opbrengst op de fijne structuren. Een defect in een dicht opeengepakte array is waarschijnlijker en kostbaarder, omdat het meestal laat wordt ontdekt en ertoe kan leiden dat een heel paneel onbruikbaar wordt.
• Materiaal. De specificatie met laminaat en koperfolie brengt een aanzienlijke meerprijs met zich mee, en dit aandeel is groter bij een printplaat met fijne lijnen dan bij een conventionele printplaat.
• Meting. Fijne details moeten worden opgemeten, en de meetmethode maakt deel uit van de offerte.

Als de planning de beperkende factor is in plaats van de prijs, vermeld dit dan in de offerteaanvraag. Een kleiner paneel, een eenvoudigere opbouw of het opsplitsen van de productie in twee stappen kunnen de doorlooptijd aanzienlijk beïnvloeden, en de fabrikant kan dit alleen optimaliseren als hij weet dat het ertoe doet. De doorlooptijdstructuur voor deze configuraties is vastgelegd in ons processtroomschema voor de productie van printplaten.

mSAP PCB-fabrikant voor ontwerpen met fijne lijnen en fijne pitch.

Bij het zoeken naar een mSAP PCB-fabrikant moeten engineers de geverifieerde procescapaciteit voor de beoogde stackup vergelijken – niet alleen de kleinste geadverteerde lijnbreedte. Highleap kan aanvragen voor mSAP PCB-fabricage met betrekking tot fijne lijnrouting, dichte padpatronen en gecontroleerde kopergeometrie beoordelen en vervolgens verduidelijken welke constructiedetails en kwalificatiecontroles nodig zijn voordat een productieovereenkomst wordt gesloten.

Voor een offerte voor de productie van printplaten met fijne lijnen , dient u de gewenste lijnbreedte en -afstand, koperdikte per laag, diëlektrische materialen, stackup, aantal lagen, printplaatgrootte, impedantie-eisen en verwachte productievolume op te geven. Indien het ontwerp fijne pads of snelle signalen vereist, dient u ook de footprintdetails en de impedantietabel te vermelden. Deze gegevens helpen onderscheid te maken tussen een ontwerp dat mSAP vereist en een ontwerp dat mogelijk met een conventioneel proces voor fijne lijnen tegen lagere kosten geproduceerd kan worden.

Wanneer het ontwerp fijne routing combineert met interconnecties met hoge dichtheid, kan de HDI PCB-productieroute van Highleap relevant zijn. Voor gecontroleerde impedantie dient u de vereisten samen met de ontwerpdetails van de PCB voor gecontroleerde impedantie in te dienen. Gebruik de optie 'Offerte aanvragen voor de fabricage van fijne PCB's' om het complete ontwerppakket in te dienen.

• Offertepakket: Gerber/ODB++-bestanden, stackup, lijn-/ruimtedoelen, koperdikte, impedantietabel (indien van toepassing), inspectievereisten en verwachte volumes.

Veelgestelde vragen over mSAP PCB-productie

Is mSAP hetzelfde als een opbouw- of sequentiële lamineerstructuur?

Nee, het zijn verschillende dimensies. Sequentiële laminering en opbouw beschrijven hoe de lagen worden gestapeld en geperst. mSAP beschrijft hoe het koperbeeld op een laag wordt gevormd. Een printplaat kan mSAP zijn zonder een opbouw te zijn, en een opbouw kan worden gemaakt door subtractieve verwerking. Ze worden vaak samen gebruikt, waardoor ze in vragen door elkaar worden gehaald.

Welke lijnbreedte kan mSAP daadwerkelijk bereiken?

Het hangt af van het kopergewicht, het materiaal, de galvaniseerchemie en de paneelgrootte. In plaats van een algemeen getal te noemen, is het nuttiger om te vragen wat het kleinste element op uw printplaat is, hoeveel koper het bevat en wat de dichtheid eromheen is. Die drie factoren samen bepalen of het ontwerp geschikt is of niet.

Kan mSAP gebruikt worden met blinde en verborgen via's?

Ja. De via-structuren worden gevormd door boren en galvaniseren, zoals bij elk opbouwproces, en de koperlagen kunnen worden geproduceerd met mSAP. De interactie waar men op moet letten, is het galvaniseren van de via-wand en het galvaniseren van de planaire laag, aangezien beide in hetzelfde chemische bad plaatsvinden en de via op een zodanige manier moet worden gegalvaniseerd dat er geen verontreiniging in de zaadlaag wordt vastgehouden.

Verandert mSAP het aantal haalbare lagen?

Het verandert de praktische limiet voor een dichte opbouw, omdat elke extra laag een extra galvaniseercyclus met een eigen risico op breuk met zich meebrengt. De mechanische en materiaallimieten blijven parallel van kracht. Bij een ontwerp dat veel lagen en zeer fijne details vereist, is het meestal beter om het aantal lagen als ontwerpvariabele te beschouwen.

Kan de voltooide printplaat op de normale manier gesoldeerd en gemonteerd worden?

Ja. mSAP beïnvloedt de koperformatie, niet het assemblageproces. Het is de moeite waard om te controleren of de oppervlakteafwerking is gespecificeerd, aangezien een printplaat met fijne pitch die op een niet-soldeerbaar oppervlak is geassembleerd een veelvoorkomend en te voorkomen probleem is.