Печатная плата TUC TU-872 SLK для высокоскоростного контроля затрат на основе FR-4

TUC TU-872 SLK занимает промежуточное положение на рынке. Это высокоэффективная модифицированная эпоксидная система FR-4, разработанная для достижения более низких значений Dk/Df, чем у обычных высокотемпературных FR-4, при сохранении совместимости с технологическим процессом модифицированного FR-4, высокой термической надежности, влагостойкости, улучшенного расширения по оси Z, устойчивости к CAF, стабильности размеров и широкой применимости в строительстве.

Компания TUC идентифицирует ламинат как TU-872 SLK, а соответствующий препрег как TU-87P SLK. Типичные общедоступные данные включают: температуру стеклования Tg 190°C по данным ТМА, 200°C по данным ДСК и 220°C по данным ДМА; температуру плавления Td 340°C; расширение по оси z 2.3% в диапазоне температур от 50 до 260°C; температуру стеклования T260/T288 60/20 минут; и типичные значения диэлектрической проницаемости Dk 3.8 и Df 0.009 при 10 ГГц для эталонного содержания смолы 50%. TUC перечисляет серверы, системы хранения данных, объединительные платы, линейные карты, высокопроизводительные вычисления, телекоммуникационное оборудование, базовые станции, маршрутизаторы и некоторые радиочастотные приложения.

Промежуточный вариант между обычным FR-4 и высококачественными материалами со сверхнизкими потерями теплопроводности.

Стандартный высокотемпературный FR-4 может стать ограниченным по потерям по мере увеличения длины трассы, частоты и количества разъемов. Переход непосредственно к материалу со сверхнизкими потерями может решить проблему с электрическими характеристиками, но увеличит стоимость, время поставки, ограничит возможности конструирования, потребует непривычных технологических процессов и усилий по квалификации. Материал TU-872 SLK призван заполнить этот пробел: он обеспечивает лучшие электрические характеристики, чем универсальный FR-4, без отказа от привычной производственной базы на основе модифицированной эпоксидной смолы.

Выбор должен основываться на самом низком уровне, который соответствует всем требованиям к каналу поставки и надежности от упаковки до упаковки. Такой подход превращает высокоскоростной выбор материалов в решение, требующее контроля затрат при проектировании, а не в иерархию брендов.

Отдельные короткие серверные платы, линейные карты и длинные объединительные платы.

Слово «сервер» охватывает совершенно разные платы. Компактная серверная материнская плата с короткими каналами связи между процессором и устройством не эквивалентна линейной карте с высокоскоростным разъемом или длинной объединительной платой . TU-872 SLK следует оценивать по классу трассировки, а не по категории продукта.

Правила компоновки должны быть привязаны к этим классам. Например, в проекте можно указать максимальную длину трассы и количество переходных отверстий на TU-872 SLK для каждой скорости движения по полосе, с обязательным контролем со стороны SI при превышении этого предела. Это предотвратит непредвиденное использование запаса материала при позднем расширении компоновки.

Создайте модель принятия решений, учитывающую соотношение затрат и маржи канала сбыта.

Модель соотношения цены и качества должна учитывать не только цену ламината. Самая дешевая плата — это та, которая соответствует требованиям по выходу годных изделий, квалификации, срокам поставки и системным характеристикам с достаточным запасом прочности. Использование высококачественного материала может снизить потери, но увеличить стоимость панели; более дешевый материал может потребовать использования таймингов, более короткой топологии, дополнительных слоев или более жестких производственных допусков.

Не платите за Df, который система не может использовать.

Если в канале преобладают потери в разъемах, корпусе или переходных отверстиях, снижение коэффициента пропускания ламината может незначительно компенсировать системные потери. И наоборот, если преобладает длинный прямой маршрут, материал с меньшими потерями может оказаться экономически выгодным. Модель должна определить источник потерь до сравнения цен на материалы.

Используйте данные по электрооборудованию, специфичные для данной конструкции.

Значения Dk 3.8 и Df 0.009, указанные в открытых источниках , привязаны к заявленному значению содержания смолы 50% при частоте 10 ГГц. Они полезны для сравнения на уровне семейства микросхем, но не являются универсальными входными данными для решателей. Фактическая структура будет включать в себя конкретные сердечники, типы препрегов, содержание смолы, толщину отвержденного слоя, медную фольгу и обработку внутренних слоев.

TUC публикует информацию о широком ассортименте доступных конструкций, однако наличие следует уточнить для конкретного региона и завода. Идеально подходящий тип стекла, который обычно не имеется в наличии, может сделать конструкцию уязвимой для последующей замены. В конечном итоге следует использовать конструкцию, которую выбранный производитель сможет воспроизвести.

Потеря баланса, влажность, CAF и термическая надежность

Привлекательность TU-872 SLK заключается в сочетании электрических характеристик и надежности. Модифицированная эпоксидная система обеспечивает влагостойкость, улучшенное расширение по оси Z, защиту от CAF (кальций-алюминиевого фтора), термостабильность и надежность при монтаже в отверстия. Эти свойства важны для многослойных печатных плат серверов, систем хранения данных, телекоммуникационных и промышленных плат, где также необходимы умеренные потери.

Ту-872 СЛК против Ту-872 СЛК Сп

Компания TUC также предлагает TU-872 SLK Sp. Правильные границы должны основываться на измеренном или смоделированном запасе канала, а не на предпочтительном суффиксе. На странице продукта SLK Sp он позиционируется как модель с меньшими потерями в рамках семейства. Поскольку общедоступные и данные только для членов могут различаться в зависимости от конструкции, для проекта следует получить актуальные контролируемые данные по обоим вариантам от TUC или производителя.

В качестве контрольного образца следует использовать идентичные медные компоненты, геометрию линий, схему подключения, структуру переходных отверстий и метод тестирования. В противном случае измеренная разница не может быть отнесена к системе смола/стекло. Сравнение должно включать термическую надежность, коэффициент CAF, характеристики прижима, доступность и стоимость, а также потери при проставке.

План производства и контроля качества

При производстве необходимо сохранять именно те характеристики, которые делают TU-872 SLK сбалансированным вариантом. Если на заводе используется грубая обработка внутреннего слоя, неконтролируемая замена препрега или слишком жесткая геометрия импеданса, преимущество в электрических характеристиках может исчезнуть. Если процессы обработки отверстий и защиты от влаги несовершенны, преимущество в надежности также может исчезнуть.

1. Входящий контроль: Проверьте конструкцию, содержание стекла, смолы, меди, состояние партии и наличие на полке термопластичных элементов TU-872 SLK/TU-87P SLK.
2. Выпуск Stackup: Рассчитать толщину прессованного материала, исходя из фактической плотности меди; подтвердить импеданс и потери перед компенсацией графического изображения.
3. Ламинирование: Контроль температуры материала, давления, вакуума, отверждения, совмещения, толщины и баланса меди.
4. Обработка внутреннего слоя: Используйте качественный процесс адгезии с приемлемой шероховатостью канала.
5. Травление: Измерьте готовую ширину верхней/нижней части и расстояние между элементами на типичном медном профиле.
6. Сверление/удаление загрязнений/гальваническое покрытие: контроль параметров, специфичных для размера отверстия, медной стенки, кольцевого зазора и обратного сверления.
7. Осмотр: Комбинируйте образцы, полученные с помощью методов AOI, поперечного сечения, TDR и S-параметров, в соответствии с маршрутом и риском для надежности.
8. Изменить контроль: Изменения в конструкции стекла, фольги, обработке, прессовании, сверлении, нанесении покрытий и размерах панелей следует рассматривать как изменения, внесенные в конструкцию.

Прохождение теста на импеданс не является тестом на убыток.

Образец TDR может соответствовать требованиям по импедансу, даже если линия имеет чрезмерные вносимые потери из-за шероховатых медных поверхностей или другой конструкции Df. Для классов трасс, которые оправдывают применение стандарта TU-872 SLK, в первую статью следует включить образец линии передачи или другой коррелированный тест на потери.

Обратное сверление и переходные отверстия

Решение о выборе материала среднего уровня окажется неэффективным, если преобладают остаточные шлейфы. Определите сторону обратного сверления , целевой остаточный шлейф, допуск, зазоры между контактными площадками, смещение сверла и проверку. Оптимизируйте обратные переходные отверстия и переходы в опорной плоскости вокруг каждого высокоскоростного изменения слоя.

Первые результаты исследований, подтверждающие наличие «достаточно хорошего» высокоскоростного материала.

В первой статье следует доказать, что более дешевый сегмент имеет достаточный запас прочности с учетом производственных вариаций. Одного номинального купона недостаточно для принятия решения, которое можно считать «достаточно хорошим».

В отчете о выпуске следует указать, какой запас прочности остался и какой маршрут является ограничивающим. Это даст команде сигнал для внесения будущих изменений: замена разъема, более длинный маршрут, более грубый медный провод, дополнительное переходное отверстие или более высокая скорость передачи данных могут быть оценены с учетом задокументированного запаса прочности.

Правила запроса предложений и утвержденные эквивалентные правила

Итоговая таблица отбора

Главный посыл TU-872 SLK заключается не в «высокой скорости». Он заключается в дисциплинированной достаточности: достаточных электрических характеристиках, достаточной тепловой и CAF-надежности, а также достаточной технологической совместимости для экономически чувствительных многослойных структур — при условии, что наихудший маршрут и наихудшая структура надежности будут проверены на практике.

Справочные данные производителя и примечания к выпуску

Приведенные ниже страницы TUC содержат общедоступную информацию о системе материалов TU-872 SLK и отдельном варианте SLK Sp. Утвержденная комбинация материалов должна использовать текущие контролируемые данные по стержню/препрегу и корреляцию потерь, специфичную для конкретного проекта, а не рассматривать одно значение для сравнения 50% смолы как универсальное.

• Официальная страница продукта TUC TU-872 SLK и типичные значения
• Официальная страница продукта TUC TU-872 SLK Sp