Изготовление и сборка печатных плат для мобильных устройств.

Печатные платы для смартфонов относятся к числу наиболее сложных в массовом производстве — от 10 до 12 слоев меди, сжатых до толщины менее 1 мм, одновременно передающих сигналы от шин постоянного тока к антеннам 5G 40 ГГц. Для их надежного производства требуется оборудование, контроль технологического процесса и инженерная поддержка совершенно иного класса, чем при стандартном коммерческом производстве печатных плат.

Компания Highleap Electronics специализируется на изготовлении и сборке печатных плат для мобильных устройств для OEM- и ODM-заказчиков, выполняя все этапы производства — от ранних инженерных образцов до крупносерийного выпуска — под одной крышей. Наши возможности по производству печатных плат для телефонов охватывают весь спектр требований современных платформ смартфонов.

Чем отличается мобильная печатная плата от стандартной печатной платы?

Мобильная печатная плата — также называемая печатной платой смартфона, платой телефона или материнской платой мобильного телефона — это не просто уменьшенная версия платы промышленной или бытовой электроники. Сочетание ограничений, которым она должна одновременно соответствовать, не встречается больше нигде в производстве электроники.

Количество слоев составляет 10–12 по сравнению с 2–6, типичными для стандартных коммерческих плат. Общая толщина платы должна оставаться не выше 1.0 мм. Минимальная ширина дорожек составляет 50 мкм (2 мил) по сравнению со 100–150 мкм на стандартных платах. Технология переходных отверстий переходит от механических сквозных отверстий к лазерным микропереходным отверстиям HDI диаметром сверла 0.1 мм. А частота сигналов достигает 40 ГГц для 5G mmWave — по сравнению с обычно ниже 1 ГГц на стандартных платах.

Эти ограничения усугубляют друг друга. Размещение 1,000–1,500 компонентов на плате размером меньше кредитной карты при сохранении радиочастотной изоляции 5G, тепловых путей для SoC мощностью 10 Вт и трассировки памяти LPDDR5X на скорости 8,533 Мбит/с требует процессов изготовления и сборки, которые большинство заводов по производству печатных плат просто не могут обеспечить.

Технология HDI: зачем она нужна смартфонам?

Технология печатных плат высокой плотности межсоединений (HDI) не является опциональной в современном дизайне смартфонов — это единственный метод изготовления, поддерживающий текущую плотность корпусов SoC. Флагманский прикладной процессор в корпусе BGA с шагом 0.4 мм не может быть развернут с использованием традиционной технологии сквозных отверстий; на внутренних слоях недостаточно физического пространства для разводки сигнальных дорожек.

HDI решает эту проблему, заменяя большие механические переходные отверстия микропереходными отверстиями, просверленными лазером (диаметром 0.1 мм), которые соединяют только необходимые слои, оставляя свободное пространство для трассировки внутренних слоев. Многослойные структуры микропереходных отверстий — где несколько глухих переходных отверстий формируются вертикально в результате последовательных циклов ламинирования — обеспечивают плотность трассировки, необходимую для современных мобильных SoC-корпусов.

Конфигурация сборки определяется шагом выводов корпуса SoC и количеством интерфейсов: 1+N+1 (6–8 слоев) для смартфонов среднего ценового сегмента; 2+N+2 (8–10 слоев) для интеграции SoC в флагманские устройства; ELIC 3+N+3 (10–12 слоев) для флагманских устройств 5G mmWave. Технические характеристики изготовления и методы квалификации поперечного сечения см. на странице производства печатных плат HDI компании Highleap Electronics.

На что обращать внимание при выборе производителя печатных плат для мобильных устройств

Не каждая фабрика по производству печатных плат, заявляющая о наличии возможностей HDI, может фактически производить платы мобильного класса с таким уровнем выхода годной продукции, который делает серийное производство рентабельным. При оценке поставщика печатных плат для мобильных устройств четыре фактора отличают компетентных производителей от тех, кто просто будет получать прибыль от повторных заказов:

• Лазерное сверление с минимальной толщиной 0.1 мм. — Диаметр микропереходных отверстий напрямую ограничивает плотность трассировки BGA; заводы, использующие сверла диаметром 0.15 мм, не могут поддерживать современные флагманские корпуса SoC.
• Контроль импеданса с проверкой методом TDR. — Измерения импеданса только в режиме моделирования недостаточны для радиочастотных интерфейсов 5G и памяти LPDDR5X; данные измеренных образцов должны поставляться с каждой производственной партией.
• 100% AXI на корпусах BGA — Автоматизированный рентгеновский контроль каждого соединения — единственный способ выявить процент пустот до того, как платы пройдут функциональное тестирование; выборочный контроль недостаточен для производства мобильных устройств.
• Изготовление и сборка под одной крышей. — Разделение цепочек поставок между поставщиками приводит к несоответствиям профилей перегрузки и пробелам в подотчетности при возникновении проблем с производительностью.

Highleap Electronics: Изготовление и сборка печатных плат для мобильных устройств.

Компания Highleap Electronics производит печатные платы для мобильных устройств для OEM- и ODM-производителей смартфонов, работающих на платформах Qualcomm Snapdragon, MediaTek Dimensity и Samsung Exynos.

Для 5G-технологий в диапазонах ниже 6 ГГц и миллиметровых волн мы используем специальный низкопотерный ламинат или LCP на радиочастотных слоях — те же самые низкопотерные материалы, которые применяются на всей нашей линии производства высокочастотных печатных плат . Мы также производим жестко-гибкие платы для модулей камер и межсоединений складных шарниров, а также печатные платы для беспроводной зарядки в сборках Qi — охватывая весь спектр печатных плат для современного смартфона в рамках единого поставщика.

От прототипа мобильной печатной платы до серийного производства: как работает этот процесс.

Большинство проектов по производству мобильных печатных плат начинаются с проверки файлов Gerber. Набора файлов Gerber, приблизительной спецификации структуры слоев и ожидаемых объемов достаточно, чтобы получить отчет о проектировании с учетом технологичности производства (DFM) и предварительную смету в течение 24–48 часов. Изготовление инженерных образцов обычно занимает 7–14 дней для голой платы, и еще 3–5 дней для собранного прототипа. Затем следует квалификация проекта — рентгеновское исследование поперечного сечения, проверка импеданса, выборочное тестирование на термические циклы — прежде чем параметры процесса будут зафиксированы для серийного производства. Для получения полного обзора того, как платы перемещаются по нашему заводу, см. страницу, посвященную процессу производства печатных плат .

Мы поддерживаем как сборку «под ключ» (мы сами поставляем компоненты), так и сборку с использованием материалов, предоставленных заказчиком. Для клиентов, переходящих от другого поставщика, мы предлагаем бесплатный анализ DFM существующих проектов — это часто позволяет выявить первопричину проблем с выходом годных изделий, которые ранее связывали с особенностями конструкции.

Часто задаваемые вопросы о производстве печатных плат для мобильных устройств

Сколько слоев обычно имеет печатная плата смартфона?

В большинстве современных флагманских смартфонов используются 10–12-слойные печатные платы. В устройствах среднего ценового сегмента обычно используется 6–8 слоев. Количество слоев определяется платформой SoC: в конструкциях Qualcomm Snapdragon 8-й серии и MediaTek Dimensity 9000-й серии обычно требуется более 10 слоев для трассировки всех высокоскоростных интерфейсов без ущерба для целостности сигнала.

Каков минимальный объем заказа на изготовление печатных плат для мобильных устройств?

Компания Highleap Electronics не устанавливает минимального количества заказа для изготовления прототипов. Обычно для начала производства выпускаются инженерные образцы от 5 до 20 плат. Цены на серийное производство применяются примерно от 500 единиц, а оптимизация для полномасштабного массового производства доступна при заказе от 5,000 единиц и более.

Какие файлы мне нужно предоставить для получения коммерческого предложения на изготовление печатной платы для мобильного телефона?

Для начала достаточно файлов Gerber (в формате RS-274X) и спецификации сборки. Для расчета стоимости сборки требуется спецификация материалов (BOM). Мы можем работать с файлами ODB++, и наша инженерная группа запросит любую недостающую информацию во время проверки DFM — вам не нужен полный комплект для начала обсуждения.

Вы можете производить мобильные печатные платы, поддерживающие 5G mmWave?

Да. В конструкциях 5G mmWave требуются диэлектрические материалы с низкими потерями (специальный ламинат с низкими потерями или LCP) на радиочастотных слоях, с контролируемым импедансом, подтвержденным измерениями TDR. Мы производим гибридные многослойные структуры, сочетающие эти материалы со стандартным FR4 на внутренних слоях, и проверяем импеданс радиочастотной секции с помощью данных, предоставленных для каждой производственной партии.

Какие сертификаты имеет компания Highleap Electronics для производства печатных плат для мобильных устройств?

Компания Highleap Electronics сертифицирована по стандарту ISO 9001:2015 и производит продукцию в соответствии с базовым стандартом IPC-A-610 Class 2. Критерии контроля IPC Class 3 доступны по запросу для проектов с повышенными требованиями к надежности. Все производственные партии отгружаются с полной документацией по отслеживаемости, включая записи о партиях материалов, отчеты о проверках и данные импедансных испытаний.