Fabricação e montagem de PCBs móveis

As placas de circuito impresso (PCBs) para smartphones estão entre as placas de circuito mais exigentes fabricadas em larga escala — de 10 a 12 camadas de cobre comprimidas em menos de 1 mm de espessura, transportando sinais de trilhas de alimentação CC até alimentações de antena 5G de 40 GHz simultaneamente. Fabricá-las de forma confiável requer uma classe diferente de equipamentos, controle de processo e suporte de engenharia em comparação com a produção comercial padrão de PCBs.

A Highleap Electronics é especializada na fabricação e montagem de placas de circuito impresso (PCBs) para dispositivos móveis, atendendo clientes OEM e ODM e cuidando de todas as etapas, desde protótipos de engenharia até produções em larga escala, tudo em um só lugar. Nossa capacidade de fabricação de placas de circuito impresso para celulares abrange toda a gama de requisitos das plataformas de smartphones atuais.

O que diferencia uma placa de circuito impresso (PCB) para dispositivos móveis de uma PCB padrão?

Uma placa de circuito impresso (PCB) para dispositivos móveis — também chamada de PCB para smartphone, placa de circuito impresso para celular ou placa-mãe para celular — não é simplesmente uma versão pequena de uma placa eletrônica industrial ou de consumo. A combinação de restrições que ela deve atender simultaneamente não é encontrada em nenhum outro lugar na fabricação de eletrônicos.

A quantidade de camadas varia de 10 a 12, em comparação com as 2 a 6 típicas das placas comerciais padrão. A espessura total da placa deve ser igual ou inferior a 1.0 mm. A largura mínima da trilha é de 50 μm (2 mil), em comparação com 100 a 150 μm nas placas padrão. A tecnologia de vias passa de furos passantes mecânicos para microvias a laser HDI com diâmetro de perfuração de 0.1 mm. E as frequências de sinal chegam a 40 GHz para 5G mmWave — em comparação com o valor tipicamente inferior a 1 GHz nas placas padrão.

Essas restrições se agravam mutuamente. Acomodar de 1,000 a 1,500 componentes em uma placa menor que um cartão de crédito, mantendo o isolamento de RF 5G, caminhos térmicos para um SoC de 10 W e roteamento de memória LPDDR5X a 8,533 Mbps, exige processos de fabricação e montagem que a maioria das fábricas de PCBs simplesmente não consegue suportar.

Tecnologia HDI: Por que os smartphones precisam dela?

A tecnologia de PCB de interconexão de alta densidade (HDI) não é opcional no design moderno de smartphones — é a única abordagem de fabricação que suporta as densidades de encapsulamento atuais dos SoCs. Um processador de aplicação de ponta em um encapsulamento BGA com passo de 0.4 mm não pode ser roteado usando a tecnologia convencional de vias de furo passante; não há espaço físico suficiente nas camadas internas para distribuir as trilhas de sinal.

A HDI resolve isso substituindo grandes vias mecânicas por microvias perfuradas a laser (0.1 mm de diâmetro) que conectam apenas as camadas necessárias, deixando espaço disponível para roteamento nas camadas internas. Estruturas de microvias empilhadas — onde múltiplas vias cegas são construídas verticalmente por meio de ciclos sequenciais de laminação — permitem a densidade de roteamento de escape exigida pelos modernos pacotes de SoC para dispositivos móveis.

A configuração de montagem é determinada pelo espaçamento entre as camadas do SoC e pela quantidade de interfaces: 1+N+1 (6 a 8 camadas) para smartphones de gama média; 2+N+2 (8 a 10 camadas) para integração de SoCs de ponta; ELIC 3+N+3 (10 a 12 camadas) para dispositivos 5G mmWave de ponta. Para especificações de fabricação e métodos de qualificação de seção transversal, consulte a página de fabricação de PCBs HDI da Highleap Electronics.

O que procurar em um fabricante de PCBs para dispositivos móveis

Nem todas as fábricas de PCBs que anunciam capacidade HDI conseguem, de fato, produzir placas para dispositivos móveis com taxas de rendimento que tornem a produção em larga escala viável. Ao qualificar um fornecedor de PCBs para dispositivos móveis, quatro fatores diferenciam os fabricantes competentes daqueles que gerarão retrabalho:

• Perfuração a laser com precisão mínima de 0.1 mm — O diâmetro dos microvias limita diretamente a densidade de roteamento BGA; fábricas limitadas a furos de 0.15 mm não conseguem suportar os atuais pacotes SoC de ponta.
• Controle de impedância com verificação TDR — A impedância obtida apenas por simulação é insuficiente para as interfaces de RF 5G e memória LPDDR5X; os dados de amostra medidos devem ser enviados com cada lote de produção.
• 100% AXI em encapsulamentos BGA — A inspeção automatizada por raios X de cada junta é a única maneira de detectar percentagens de vazios antes que as placas cheguem ao teste funcional; a amostragem não é adequada para a produção móvel.
• Fabricação e montagem em um único local. — Cadeias de suprimentos com fornecedores diferentes introduzem incompatibilidades nos perfis de refluxo e lacunas de responsabilidade quando surgem problemas de rendimento.

Highleap Electronics: Fabricação e Montagem de PCBs para Dispositivos Móveis

A Highleap Electronics fabrica placas de circuito impresso (PCBs) para dispositivos móveis, destinadas a fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e fabricantes de equipamentos originais (ODMs) de smartphones, utilizando as plataformas Qualcomm Snapdragon, MediaTek Dimensity e Samsung Exynos.

Para projetos 5G sub-6GHz e mmWave, especificamos um laminado especial de baixa perda ou LCP nas camadas de RF — as mesmas especificações de materiais de baixa perda usadas em toda a nossa linha de produção de PCBs de alta frequência . Também fabricamos placas rígidas-flexíveis para módulos de câmera e interconexões de dobradiças, além de PCBs para carregamento sem fio para montagens Qi — abrangendo todo o escopo de PCBs de um smartphone moderno em um único relacionamento de fornecimento.

Da prototipagem de PCBs para dispositivos móveis à produção em massa: como funciona o processo

A maioria dos projetos de PCBs para dispositivos móveis começa com a análise de um arquivo Gerber. Um conjunto de arquivos Gerber, uma especificação básica da estrutura de camadas e os volumes esperados são suficientes para obter um relatório de DFM (Design for Manufacturing) e um orçamento preliminar em 24 a 48 horas. A produção de amostras de engenharia geralmente leva de 7 a 14 dias para placas nuas, com um acréscimo de 3 a 5 dias para protótipos montados. Em seguida, vem a qualificação do projeto — incluindo seção transversal por raios X, validação de impedância e amostragem de ciclo térmico — antes que a produção em volume defina os parâmetros do processo. Para uma visão geral completa de como as placas percorrem nossa fábrica, consulte nossa página sobre o processo de fabricação de PCBs.

Oferecemos suporte tanto para montagem turnkey (fornecemos os componentes) quanto para montagem com materiais consignados. Para clientes que estão migrando de outro fornecedor, oferecemos uma análise DFM gratuita dos projetos existentes — isso geralmente identifica a causa raiz de problemas de rendimento que antes eram atribuídos ao projeto.

Perguntas frequentes sobre a fabricação de placas de circuito impresso para dispositivos móveis

Quantas camadas normalmente possui uma placa de circuito impresso (PCB) de um smartphone?

A maioria dos smartphones topo de linha modernos utiliza PCBs de 10 a 12 camadas. Dispositivos de gama média normalmente usam de 6 a 8 camadas. A quantidade de camadas é determinada pela plataforma SoC: os designs da série Qualcomm Snapdragon 8 e da série MediaTek Dimensity 9000 geralmente exigem mais de 10 camadas para rotear todas as interfaces de alta velocidade sem comprometer a integridade do sinal.

Qual é a quantidade mínima de encomenda para a fabricação de placas de circuito impresso para dispositivos móveis?

A Highleap Electronics não exige quantidade mínima para a produção de protótipos. Geralmente, iniciam-se com lotes de 5 a 20 placas para amostras de engenharia. Os preços para produção em volume se aplicam a partir de aproximadamente 500 unidades, com otimização completa para produção em massa disponível a partir de 5,000 unidades.

Quais arquivos preciso enviar para obter um orçamento de placa de circuito impresso para dispositivos móveis?

Para começar, basta apresentar os arquivos Gerber (formato RS-274X) e uma especificação de empilhamento. Para orçamentos de montagem, é necessário um BOM (lista de materiais). Podemos trabalhar com arquivos ODB++, e nossa equipe de engenharia solicitará qualquer informação faltante durante a análise de DFM (Design for Manufacturing) — você não precisa de um pacote completo para iniciar a conversa.

Vocês conseguem fabricar placas de circuito impresso (PCBs) para dispositivos móveis que suportem 5G mmWave?

Sim. Os projetos de ondas milimétricas 5G exigem materiais dielétricos de baixa perda (um laminado especial de baixa perda ou LCP) nas camadas de RF, com trilhas de impedância controladas e verificadas por medição TDR. Fabricamos estruturas híbridas combinando esses materiais com FR4 padrão nas camadas internas e validamos a impedância da seção de RF com dados de amostra fornecidos com cada lote de produção.

Quais certificações a Highleap Electronics possui para a produção de PCBs para dispositivos móveis?

A Highleap Electronics possui certificação ISO 9001:2015 e produz de acordo com a norma IPC-A-610 Classe 2 como padrão. Os critérios de inspeção da Classe 3 da IPC estão disponíveis mediante solicitação para projetos com requisitos de confiabilidade mais elevados. Todos os lotes de produção são enviados com documentação completa de rastreabilidade, incluindo registros de lote de materiais, relatórios de inspeção e dados de teste de impedância.