Produkcja płytek PCB mSAP dla układów precyzyjnych

Firma Highleap Electronics oferuje weryfikację i wycenę produkcji płytek PCB mSAP dla projektów obwodów o cienkich liniach, w których wymagana geometria przewodników, odstępy i konstrukcja miedzi wymagają zmodyfikowanego procesu póładdytywnego. Jeśli Twój obecny dostawca nie jest w stanie zapewnić określonej szerokości linii, odstępów ani układu o drobnym rastrze, prześlij nam udostępnioną grafikę i stackup, abyśmy mogli porównać wymagania procesu z rzeczywistym projektem.

W przypadku produkcji płytek PCB mSAP , sama minimalna liczba linii/przestrzeni nie jest wystarczająca. Należy uwzględnić szerokość gotowego przewodnika, grubość miedzi, układ dielektryczny, pasowanie warstw, docelowe wartości impedancji, układ panelu i kryteria kontroli. Proces wyceny Highleap ma na celu ustalenie wymaganej konstrukcji i potwierdzenie założeń procesowych przed ustaleniem ceny i dostawy.

Produkcja płytek PCB mSAP a trawienie subtraktywne

Konwencjonalna płytka wielowarstwowa jest budowana metodą subtraktywną. Cała warstwa jest pokryta miedzią, obraz jest drukowany metodą suchej folii, odsłonięta miedź jest trawiona, a pozostała część stanowi wzór. Ostateczna szerokość linii jest zatem równa szerokości linii fotolitograficznej pomniejszonej o to, co zostało usunięte podczas trawienia, a samo trawienie nie jest pionowe. Powoduje to podcięcie, a efekt ten jest nierównomierny, w zależności od grubości miedzi i proporcji elementu.

Proces póładdytywny odwraca logikę. Wzór jest najpierw tworzony jako cienka warstwa zarodkowa o kształcie pożądanych cech, a następnie miedź jest nakładana galwanicznie do pełnej grubości. Ponieważ miedź jest nakładana galwanicznie z cienkiej warstwy zarodkowej, mSAP może zredukować boczne podcięcie związane z trawieniem subtraktywnym. Ostateczna geometria linii nadal zależy od obrazowania, profilu rezystu, grubości nakładanej miedzi, usunięcia warstwy zarodkowej i kontroli procesu; nie jest ona determinowana wyłącznie przez litografię.

To właśnie wyróżnia mSAP w praktyce. Gotowa miedź nie jest definiowana przez trawienie. Jest definiowana przez obraz, a następnie narasta. Dlatego mSAP może tworzyć matryce padów o drobnym skoku i wąskie ścieżki, które w przypadku ścieżki subtraktywnej zostałyby zaokrąglone lub wymagałyby ogromnej nadmiernej korekcji, aby przetrwać trawienie.

mSAP kontra standardowa produkcja płytek PCB w przypadku projektów o cienkich liniach

Ponieważ warstwa początkowa musi zostać wydrukowana, a powłoka musi być jednorodna, mSAP na konwencjonalnym laminacie jest możliwy, ale nie jest to najlepsze rozwiązanie. Praktyką branżową jest budowanie struktur mSAP na materiale, którego chemia powierzchni wspomaga ten proces: bardzo gładkiej folii miedzianej, a w strukturach o najwyższej wydajności na żywicy o niskiej stratności i dobrej spójności dielektrycznej.

Jeśli wymaganiem są po prostu „cienkie linie”, a nie „cienkie linie o kontrolowanej impedancji na cienkim dielektryku”, konwencjonalny proces cienkich linii na wysokiej jakości laminacie może spełnić to wymaganie przy niższych kosztach. Argumenty za mSAP stają się mocne, gdy drobne elementy są również gęste, gdy miedź jest gruba w stosunku do szerokości linii lub gdy geometria jest rzeczywiście na granicy możliwości fotolitografii i trawienia.

Proces produkcji płytek PCB mSAP dla płytek PCB o cienkich liniach

Poniższa sekwencja stanowi sedno procesu. Każdy krok ma na celu przygotowanie powierzchni do następnego, a kolejność nie jest elastyczna.

Krok 4 to miejsce, w którym tkwi najwięcej trudności. Galwanizacja to proces na poziomie panelu: rozkład prądu na dużym panelu nigdy nie jest idealnie równomierny, dlatego grubość miedzi jest zmienna, a wraz ze zmianą grubości zmienia się również szerokość gotowej linii. Format i wykorzystanie panelu zależą od sprzętu producenta, kontroli jednorodności powłoki oraz konkretnego projektu. Dlatego wymiary gotowej płytki powinny być uwzględnione w ofercie, aby można było ocenić proponowany układ panelu i przebieg procesu.

Wymagania dotyczące cienkich linii i przestrzeni mSAP dla produkcji płytek PCB

Kąpiel galwaniczna w linii mSAP nie jest zamienna z kąpielą galwaniczną do miedziowania ogólnego przeznaczenia. Dodatki w kąpieli kontrolują szybkość galwanizacji i siłę nanoszenia, a zachowanie, które ma znaczenie dla mSAP, to sposób, w jaki kąpiel narasta miedzią w wąskich rowkach między obszarami zarodkowymi. Kąpiel, która dobrze pokrywa powierzchnię w otwartej przestrzeni, może powodować niedobór miedzi wewnątrz matrycy o drobnym rozstawie, powodując zwężenie lub szczelinę między polem a ścieżką.

Kupujący ponosi z tego tytułu trzy konsekwencje, które warto zrozumieć, ponieważ ujawniają się one podczas przeglądu rysunku:

• Proporcje obrazu w kierunku płaskim mają znaczenie. Gęsty układ padów zachowuje się jak zestaw wąskich rowków dla osoby nakładającej powłokę. Im gęstszy układ i drobniejszy skok, tym trudniej jest uzyskać równomierne pokrycie, a proces ten bardziej zależy od specyficznej chemii i konstrukcji panelu przez producenta.
• Warstwa nasion stanowi wąskie gardło dla drobnych struktur. Osadzanie bezprądowe w drobnej przestrzeni może być powolne lub niekompletne. Stanowi to realne ograniczenie dla osiągalnego rozmiaru detalu i nie da się tego wyeliminować za pomocą lepszej litografii.
• Grubsza miedź jest nieproporcjonalnie twardsza. Ponieważ powłoka musi równomiernie wypełnić przestrzeń pełną masą miedzi, wymóg dużej ilości miedzi w przypadku drobnych elementów jest jedną z najtrudniejszych kombinacji w tym procesie.

Powiązana z tym subtraktywna ścieżka dla gęstych struktur jest omówiona w naszym procesie bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI) oraz w aspekcie wiercenia otworów o drobnym skoku w naszych laserowo wierconych przelotkach PCB . W przypadku płytek łączących cienkie linie ze strukturą warstwową, kwestia układania warstw jest omówiona w naszym projekcie układania warstw HDI.

Reguły projektowania płytek PCB mSAP dla komponentów o małym odstępie

Projektowanie dla mSAP nie jest projektowaniem dla standardowej fotolitografii z mniejszymi liczbami. Kilka zasad zmienia się w zależności od rodzaju, a nie wartości.

• Pierścień pierścieniowy nie jest już ograniczeniem minimalnej szerokości. Ponieważ miedź narasta, a nie jest trawiona, pole lutownicze może być zbliżone rozmiarem do gotowego otworu, bez podcięcia, które mogłoby go zniszczyć. Pozwala to na gęste rozmieszczenie pól lutowniczych i stanowi realny zysk w zakresie powierzchni frezowania w przypadku projektów o drobnym skoku.
• Kompensacja trawienia nie jest potrzebna w ten sam sposób. Projektant, który ma w zwyczaju kompensować straty powstałe w wyniku trawienia, powinien ponownie sprawdzić projekt, ponieważ gotowy element jest blisko elementu odwzorowanego.
• Ciężar miedzi w elementach drobnych musi być uzasadniony. Jeśli projekt wymaga 2 uncji miedzi na liniach o grubości 50 µm, etap galwanizacji musi wypełnić tę warstwę równomiernie, a margines procesu staje się niewielki. Często istnieje zależność między grubością a szerokością, którą warto przeanalizować przed wprowadzeniem produktu na rynek.
• Wartości impedancji muszą zostać przeliczone dla gotowej miedzi. Impedancja charakterystyczna zależy od szerokości ścieżki i grubości miedzi, a powierzchnia miedzi mSAP jest gładsza niż powierzchnia wytrawiona. Jeśli docelowa impedancja została ustalona na podstawie standardowych obliczeń procesowych, warto porównać ją z rzeczywistą, gotową geometrią.

Kontrola impedancji jest ogólnie omówiona w naszym artykule na temat kontroli impedancji płytek PCB RF oraz w szerszym opracowaniu projektu płytek PCB o kontrolowanej impedancji , a szczegółowe konsekwencje dla układów RF opisano w naszych wytycznych dotyczących projektowania płytek PCB RF.

Kiedy stosować technologię mSAP w przypadku płytek PCB o dużej gęstości

mSAP opłaca się w określonych sytuacjach, a w innych konwencjonalny proces cienkich linii na lepszym laminacie jest racjonalnym rozwiązaniem. Opłaca się, gdy projekt zawiera układy padów o małym rozstawie, których ścieżka subtraktywna nie jest w stanie obsłużyć, gdy szerokość ścieżki określa jej impedancję, a tolerancja szerokości jest ograniczona, gdy grubość miedzi musi być proporcjonalna do szerokości linii oraz gdy struktura jest na tyle gęsta, że ​​zwykła płytka wymagałaby większej liczby warstw niż pozwala na to projekt mechaniczny.

Nie opłaca się, gdy jedynym wymaganiem jest niewielkie zmniejszenie szerokości linii, gdy płytka jest duża, a grubość miedzi jest duża, ale cechy są przeciętne, lub gdy wolumen jest na tyle duży, że dominują koszty procesu, a konwencjonalny proces produkcji laminatu cienkowarstwowego mieści się w wymaganej tolerancji. W takich przypadkach proces produkcji płytek HDI PCB z wierceniem laserowym i wysokiej jakości laminatem jest zazwyczaj bardziej rozsądnym rozwiązaniem.

Wybór materiałów ma większy wpływ na decyzję, niż oczekują kupujący. Laminat musi być kompatybilny z chemią warstwy nośnej, a w przypadku struktur RF stała dielektryczna i tangens stratności żywicy określają osiągalną wydajność, niezależnie od jakości miedzi. Nasz wybór materiałów PCB uwzględnia kompromisy i rodziny materiałów o niskiej stratności, w szczególności w przypadku materiałów PCB o niskim współczynniku Dk i niskim współczynniku Df.

Koszt i czas realizacji mSAP PCB w produkcji precyzyjnej

W ofercie mSAP cena nie opiera się przede wszystkim na miedzi, ale na etapach procesu i dyscyplinie paneli.

• Liczba cykli obrazowania i powlekania. Każda wewnętrzna warstwa w strukturze to pełny cykl mSAP. Czterowarstwowa struktura na rdzeniu to cztery cykle mSAP, a nie jeden.
• Rozmiar panelu. Panele mSAP są mniejsze, ponieważ jednorodność powłoki ulega degradacji na dużych obszarach. Płyta, która nie pasuje do standardowego panelu, może z tego powodu kosztować znacznie więcej.
• Poddaj się drobnym strukturom. Wada w gęstej macierzy jest bardziej prawdopodobna i kosztowniejsza, ponieważ zwykle jest wykrywana za późno i może spowodować uszkodzenie całego panelu.
• Materiał. Specyfikacja laminatu i folii miedzianej jest naprawdę wysoka i stanowi większą część kosztów w przypadku tektury cienkiej niż w przypadku tektury konwencjonalnej.
• Pomiary. Należy dokonać pomiaru drobnych szczegółów, a metoda pomiaru stanowi część wyceny.

Jeśli ograniczeniem jest harmonogram, a nie cena, należy o tym wspomnieć w zapytaniu ofertowym. Mniejszy panel, prostszy układ warstw lub podzielenie procesu produkcyjnego na dwa etapy mogą znacząco zmienić czas realizacji, a producent może to zoptymalizować tylko wtedy, gdy wie, że ma to znaczenie. Struktura czasu realizacji dla tych projektów jest określona w naszym procesie produkcji płytek PCB.

Producent płytek PCB mSAP do projektów o cienkich liniach i małym rozstawie

Poszukując producenta płytek PCB mSAP , inżynierowie powinni porównać zweryfikowane możliwości procesu dla planowanego układu warstw – nie tylko najmniejszą deklarowaną szerokość linii. Firma Highleap może przeanalizować zapytania dotyczące produkcji płytek PCB mSAP , obejmujące precyzyjne trasowanie linii, gęste wzory padów i kontrolowaną geometrię miedzi, a następnie wyjaśnić, jakie szczegóły konstrukcyjne i kontrole kwalifikacyjne są potrzebne przed podjęciem decyzji o produkcji.

Aby uzyskać wycenę na produkcję płytki PCB z cienkimi liniami , należy podać szerokość i odstępy między liniami, grubość miedzi na warstwę, materiały dielektryczne, ułożenie warstw, liczbę warstw, rozmiar płytki, wymagania dotyczące impedancji oraz oczekiwaną objętość. Jeśli projekt zakłada pady o małym skoku lub sygnały o dużej szybkości, należy uwzględnić szczegóły dotyczące footprintów oraz tabelę impedancji. Dane te pomagają odróżnić projekt wymagający technologii mSAP od takiego, który można wyprodukować w konwencjonalnym procesie cienkich linii po niższych kosztach.

W przypadku projektów łączących precyzyjne okablowanie z połączeniami o dużej gęstości, metoda produkcji płytek PCB HDI firmy Highleap może okazać się odpowiednia. W przypadku płytek PCB o kontrolowanej impedancji, należy uwzględnić wymagania wraz ze szczegółami projektu. Skorzystaj z opcji „ Zapytaj o wycenę na wykonanie płytek PCB o kontrolowanej impedancji ”, aby przesłać kompletny pakiet projektowy.

• Pakiet ofertowy: Pliki Gerber/ODB++, stosy, cele dotyczące linii/odstępów, grubość miedzi, tabela impedancji (jeśli ma zastosowanie), wymagania dotyczące kontroli i prognozowana objętość.

Często zadawane pytania dotyczące produkcji płytek PCB mSAP

Czy mSAP to to samo co struktura laminowana metodą narastającą lub sekwencyjną?

Nie, to różne wymiary. Laminowanie sekwencyjne i nawarstwianie opisują sposób układania i prasowania warstw. mSAP opisuje sposób formowania obrazu miedzi na warstwie. Płytka może być wykonana w technologii mSAP bez nawarstwiania, a nawarstwianie można uzyskać poprzez obróbkę subtraktywną. Często są one używane razem, dlatego terminy te są mylone w zapytaniach.

Jaką szerokość linii może faktycznie osiągnąć mSAP?

Zależy to od gramatury miedzi, materiału, składu chemicznego powłoki i rozmiaru panelu. Zamiast podawać liczbę nagłówkową, warto zapytać, jaki jest najmniejszy element na płytce, jaką wagę miedzi przenosi i jaka jest gęstość wokół niego. Te trzy czynniki razem decydują o tym, czy projekt jest komfortowy, czy też nie.

Czy mSAP można stosować z przelotkami ślepymi i zakopanymi?

Tak. Struktury przelotek są formowane poprzez wiercenie i platerowanie, jak w każdym procesie budowy, a warstwy miedzi mogą być wytwarzane metodą mSAP. Interakcja, którą należy obserwować, to platerowanie ścianki przelotki i platerowanie warstwy płaskiej, ponieważ oba procesy zachodzą w tej samej kąpieli chemicznej, a platerowanie przelotki musi być wykonane w sposób, który nie zatrzymuje zanieczyszczeń w warstwie zarodkowej.

Czy mSAP zmienia możliwą do osiągnięcia liczbę warstw?

Zmienia to praktyczne ograniczenie gęstości nawarstwień, ponieważ każda dodatkowa warstwa wydłuża cykl galwanizacji, co wiąże się z ryzykiem płynięcia. Ograniczenia mechaniczne i materiałowe nadal obowiązują równolegle. Projekt wymagający wielu warstw i bardzo precyzyjnych detali zazwyczaj lepiej sprawdza się, gdy uwzględnia się liczbę warstw jako zmienną projektową.

Czy gotową płytkę można normalnie przylutować i zmontować?

Tak. mSAP wpływa na formowanie miedzi, a nie na proces montażu. Warto upewnić się, że wykończenie powierzchni jest określone, ponieważ płytka o małym skoku zmontowana na powierzchni nielutowalnej jest częstym i możliwym do uniknięcia problemem.