Производња уграђених пасивних штампаних плоча за интегрисане дизајне

Хајлип Електроникс пружа прегледе пројеката производње уграђених пасивних штампаних плоча за дизајн штампаних плоча који интегришу одређене пасивне функције унутар конструкције плоче, уместо да сваку компоненту постављају на површину. У зависности од потребне технологије, ово може укључивати уграђене отпорничке елементе, уграђену капацитивност или другу дефинисану пасивну структуру. Ако ваш тренутни добављач не може да подржи предложену конструкцију, пошаљите нам распоред, електричне циљеве и захтеве за материјалом ради прегледа изводљивости и понуде.

За израду уграђених пасивних штампаних плоча (ПЦБ) , технологија мора бити прецизно идентификована. Дизајни ПЦБ плоча са уграђеним отпорницима и ПЦБ плоча са уграђеним кондензаторима не користе идентичне материјале, геометрије или методе верификације. Highleap прегледа тражени тип пасивне плоче, вредност и толеранцију, положај слоја, детаље повезивања, захтеве за ламинацију, приступ тестирању и обим програма пре него што потврди обим пројекта.

Шта је производња уграђених пасивних штампаних плоча?

Постоји неколико различитих технологија које се називају „уграђена пасивна компонента“ и нису варијације исте ствари. Класификација која је важна је одакле долази функција компоненте.

Први ред је убедљиво најчешћи у масовној производњи, јер не захтева неуобичајену набавку компоненти и посебну опрему за постављање. Други је оно што већина људи замисли када чује тај термин, и најтежи је за израду, јер захтева да компонента издржи циклус пресовања и да буде повезана са бакром са обе стране.

Процес израде уграђених пасивних штампаних плоча за отпорнике и кондензаторе

За конструкцију дискретних уграђених компоненти, редослед процеса је оно што одређује да ли је дизајн изводљив. Компонента се не додаје на готову плочу; она се укључује у стек док се стек прави.

Из те табеле следе три запажања, која објашњавају већину цитата које ћете добити.

• Пасивна структура мора бити квалификована за цео процесни циклус. Не претпостављајте да стандардни отпорник или кондензатор за површинску монтажу може да издржи температуру ламинације, притисак и проток смоле. Погодност зависи од технологије уграђивања, конструкције компоненти, дизајна терминала, електричне стабилности и стварног профила пресовања.
• Компонента мора бити постављена и држана прецизно. Због тога дизајн мора да дефинише оријентацију и, у многим случајевима, поларитет или маркер пин-1.
• За израду обично је потребно више циклуса ламинације него за обичну плочу. Ту се налази највећи део трошкова и највећи део времена испоруке, и зато се уграђени пасивни елементи обично наводе на плочама које се већ граде као надоградљива структура.

Ламинација у овом процесу је описана у нашем процесу ламинације штампаних плоча (PCB) , а начини на које се слој може изградити у фазама обрађени су у нашем хибридном ламинирању штампаних плоча (PCB) . Детаљи о конструкцији ламината, укључујући како се препрег и језгро понашају у преси, налазе се у нашем одељку о конструкцији ламината за PCB.

Предности и ограничења уграђених пасивних штампаних плоча

Уграђени пасивни елементи вреде сложености у уском скупу ситуација и вреди бити искрен у вези са чињеницом да већини дизајна нису потребни.

Исплати се када: је број пасивних кондензатора висок и површина плоче ограничена, тако да померање стотину кондензатора за раздвајање са површине у плочу ослобађа стварни простор за рутирање; дизајн је високофреквентни и паразитска индуктивност површинског кондензатора са прелазом ограничава перформансе; дизајн је танак или флексибилан склоп где је висина компоненте битна; или дизајну требају вредности капацитивности које су доступне само као уграђене структуре, као што је капацитет равни-пар који се користи као дистрибуирана мрежа за раздвајање.

Не исплати се када: дизајн има мало пасивних елемената и доста простора на плочи; програм је малог обима и трошкови алата и подешавања се не могу амортизовати; пасивни елементи морају бити појединачно заменљиви или вредносно смањени; или су потребне вредности и толеранције широко доступне у стандардним деловима за површинску монтажу по нижој цени.

Чест извор забуне је то што се конструкција са укопаним капацитетом и конструкција са дискретно уграђеним компонентама продају под истим насловом, али имају потпуно различиту економију. Укопани капацитет је материјална одлука: мењате ламинат и слагање, и сваки пар равни на плочи постаје кондензатор. Дискретно уграђене компоненте су процесна одлука: додајете корак постављања и ламинације да бисте ставили одређене делове унутар плоче. Ако добављач да понуду за једно, док сте ви мислили на друго, разлика у цени ће бити велика и разговор ће лоше кренути. Ову разлику вреди експлицитно навести у захтеву за понуду (RFQ), а шире питање шта значи градити електронику унутар плоче разматра се у нашим уграђеним PCB структурама.

Уграђене пасивне штампане плоче наспрам SMT отпорника и кондензатора

Тај последњи ред је онај који одлучује већину програма. Уграђени пасивни елементи су начин претварања трошкова монтаже у трошкове израде, а размена се исплати само када је обим довољно велики да амортизује подешавање.

Смернице за пројектовање уграђених пасивних штампаних плоча и захтеви за DFM

Ово су правила која најчешће намећу редизајн и вреди их решити пре него што се уметничко дело објави.

• Избор компоненти. Уграђене отпорничке фолије, танкослојни отпорници, уграђени капацитивни диелектрични материјали и дискретне компоненте су различити путеви имплементације. Дискретна компонента мора бити квалификована у односу на стварни профил ламинације, притисак, систем смоле, метод повезивања терминала и електрична ограничења накнадне обраде. Избегавајте опште претпоставке на основу типа кућишта или вредности капацитивности; прегледајте конкретан број дела и конструкцију пре него што се обавежете на дизајн.
• Толеранција дубине шупљине. Удубљење мора довољно да се поклапа са висином компоненте да се терминали споје и да део не буде згњечен. Толеранција висине преко групе компоненти стога постаје улазни фактор за пројектовање.
• Толеранција и оријентација постављања. Несиметричном делу је потребна дефинисана оријентација, а бакар који се повезује са његовим терминалима мора бити повучен до стварног положаја унутар толеранције процеса.
• Без прераде. Дизајн који захтева прераду не сме стављати компоненту унутар плоче. То такође значи да се стратегија тестирања склопа мора променити: уређај за тестирање у колу можда неће моћи да допре до уграђеног чвора.
• Размак од ивица плоче и пролаза. Уграђено подручје мора одржавати наведене размаке од ивица плоче, позлаћених рупа и суседног бакра. Потребан размак зависи од изабране уграђено-пасивне конструкције и њеног процеса ламинирања или обликовања.
• Изјава о вредности и толеранцији. У дизајну морају бити наведене циљна вредност и прихватљива толеранција, а произвођач мора да наведе шта процес може да подржи. То су различити бројеви и не треба претпостављати да се подударају.

Пошто уграђени пасивни елемент интерагује са стекапом, стандардне DFM провере се и даље примењују и вреди их у потпуности покренути на овом дизајну. Наш преглед дизајна штампаних плоча за производност (DFM) покрива уобичајени скуп правила, а опште питање како треба документовати стекап налази се у нашем дизајну стекапа штампаних плоча.

Како се тестирају уграђени отпорници и кондензатори

Уграђени пасивни материјал можда неће бити директно доступан за испитивање након ламинације, тако да се приступ тестирању и стратегија верификације морају планирати пре него што се стек-ап објави. Користе се четири приступа, обично у комбинацији.

• Квалификација процеса заснована на купону. Тестни купон који носи исту уграђену структуру се прави поред панела, а купон се мери. Ово утврђује да процес задржава вредност, без трошкова тестирања сваке плоче. То је стандардни приступ за стабилан производни програм.
• Тестирајте структуре на панелу. Кондензатори или отпорници уграђеног типа се постављају у одређено подручје панела и мере се. Ово додаје малу површину и даје податке за сваки панел.
• Електрични тест склопљене плоче. Функционалне перформансе кола се мере на крају линије, што открива велику грешку, али обично не може да изолује пасивни квар који је мало ван толеранције.
• Попречни пресек и микроскопија. За развојне верзије, ово потврђује да је компонента правилно уграђена, да је бакар повезан са терминалима и да нема шупљина око дела.

Разлика која је битна у уговору је између мерења по плочи и квалификације процеса. Квалификација процеса значи да се вредност контролише процесом и узоркује; мерење по плочи значи да се мери свака јединица, што има стварне трошкове у времену циклуса. Оба су легитимна, али треба их експлицитно навести у понуди, јер „уграђени пасивни елементи ће бити верификовани“ није спецификација. Шире опције за мерење готових плоча обухваћене су нашим методама тестирања штампаних плоча.

Набавка и квалификација уграђених пасивних компоненти штампаних плоча

Ово је део уграђених пасивних компоненти који најчешће претвара обећавајући дизајн у застој у програму, и вреди га размотрити пре давања понуде.

• Део мора бити тачно наведен. Не „кондензатор 0402 од 100 nF“, већ произвођач и број дела, јер процес уграђивања мора бити квалификован у односу на димензије тог специфичног дела, његову толеранцију висине и металургију његовог завршетка.
• Контрола парцеле је важнија него обично. Пошто се компоненте налазе унутар плоче, промена произвођача или промена места производње представља промену квалификованог процеса и треба је контролисати, а не третирати као одлуку о куповини.
• Доступност мора бити проверена пре него што се дизајн замрзне. Компонента која је доступна у дистрибутивном каналу само приликом алокације представља ризик за цео програм и тај ризик је невидљив док се поруџбина не изврши.
• Квалификација је по конструкцији, а не по делу. Када се конструкција и фамилија компоненти квалификују, додавање друге вредности из исте фамилије је једноставно; додавање другог типа компоненте је нова квалификација. Наша набавка електронских компоненти покрива како се набавка и производња обављају заједно, а шири приступ је описан на нашој страници о могућностима набавке.

Цена, минимална количина наручивања и време испоруке уграђених пасивних штампаних плоча

Уграђени пасивни елементи се наводе у односу на трошкове подешавања и маргиналне трошкове, а разлика између њих је велика.

Трошкови подешавања потичу од алата за израду шупљине, причвршћивача за постављање, квалификације процеса и спецификације материјала. Плаћају се једнократно и то је разлог зашто је програм мале количине ретко економичан. Тамо где дизајн има скромну количину, а исте перформансе се могу постићи са мање површинских компоненти, конвенционални пут је обично практичнији избор производње, а добављач који нуди уграђене пасивне елементе у програму од 50 делова без објашњења да је тај компромис неискрено поступа са вама.

Време испоруке произилази из тока процеса, а не из материјала. Додавање уграђеног слоја генерално значи најмање један додатни циклус ламинације и додатни корак израде, а материјал може бити нестандардни ламинат са сопственим временом испоруке за набавку. Наше смернице за време испоруке ламината покривају материјалну страну тога, а ефекат избора материјала на целу плочу је обухваћен нашим прегледом материјала за штампане плоче.

Најчистији начин да се провери да ли је дизајн вредан конверзије јесте да се обе верзије упореде са стварним обимом програма, укључујући и уштеђене трошкове монтаже. То поређење је често одлучујуће и вреди замолити произвођача да то уради, уместо да се прихвати јединствена цена за уграђену опцију.

Уграђене пасивне компоненте у односу на уграђене подлоге

Ова два се често поистовећују јер оба стављају нешто унутар плоче. Структурно су различита и разлику је лако превидети на цртежу.

• Уграђени пасивни: дискретне пасивне компоненте или капацитет равног пара, интегрисан у ламинат. Плоча остаје један комад. Функција се налази у диелектрику или у делу унутар њега.
• Уграђена подлога: засебна плоча или модул постављен у удубљење и међусобно повезан са хостом, тако да склоп садржи активно коло унутар себе. Ово је конструкција описана на нашој страници о уграђеним подлогама штампаних плоча.

The choice is usually clear once stated. If the goal is to free up surface area and reduce parasitic inductance, an embedded passive achieves it. If the goal is to integrate a complete module into the board, an уграђена подлога is the construction that does it.

Произвођач уграђених пасивних штампаних плоча за преглед изводљивости и понуде

За тимове који траже Произвођач уграђених пасивних штампаних плоча, Highleap може да прегледа планирану уграђену структуру и повезане захтеве за израду штампаних плоча. Захтев за понуду (RFQ) треба да утврди да ли дизајн користи уграђени отпорник на штампаној плочи, уграђени кондензатор ПЦБ, buried capacitance, a printed resistive layer or another defined approach. These terms describe different constructions, so a quote should state the proposed technology rather than treat “embedded passive” as a single standard process. The guide to manufacturing printed circuits gives process context for the manufacturing information required at design release.

За понуду за производњу уграђених пасивних штампаних плоча , наведите комплетан распоред, квалитет материјала, пасивне вредности и толеранције, радни напон или струју, захтеве за температуру и фреквенцију где је то применљиво, геометрију везе, приступ тестирању и количину. Ако је пројекат у фази прототипа, наведите да ли је циљ израда изводљивости, инжењерски узорак, квалификациона серија или пуштање у производњу. План тестирања и границе прихватања треба да буду договорени пре прве израде.

Хајлипова услуга израде штампаних плоча (PCB) је релевантна за целокупну конструкцију вишеслојних плоча, док преглед DFM-а за PCB може помоћи у идентификацији недостајућих информација о дизајну пре објављивања. За пројекте по систему „кључ у руке“ који такође укључују делове за површинску монтажу, координирајте BOM и обим монтаже путем услуга монтаже PCB-а . Тачна технологија уградње и квалификациони захтеви морају бити потврђени у односу на достављени дизајн.

• Пакет понуда: Гербер/ОДБ++ датотеке, комплетан стек, пасивни тип и вредности, толеранција, материјали, услови рада, детаљи повезивања, план тестирања и очекивана количина.

Честа питања о производњи уграђених пасивних штампаних плоча

Да ли се било која компонента може уградити?

Не. Део или пасивни материјал мора бити компатибилан са комплетним циклусом ламинације, а његове електричне везе морају остати поуздане након пресовања. Квалификација треба да користи специфичну компоненту или материјал, слагање, профил ламинације и критеријуме испитивања, уместо да претпоставља да је цела категорија паковања погодна.

Како се контролишу вредности ако су унутар табле?

Процесом и узорковањем. Купон или тест структура изграђена са панелом утврђује да процес подржава вредност и толеранцију, а план узорковања је договорен. За програм где свака јединица мора бити измерена, то мора бити прецизирано, јер мења трошкове и време циклуса.

Да ли уграђени пасивни елементи утичу на импедансу оближњих трагова?

Могу. Капацитивност пара равни уводи шантну капацитивност у равни изнад тог региона, што мења импедансу трага који се протеже изнад њега. Ако дизајн има усмеравање са контролисаном импедансом близу уграђеног кондензаторског слоја, импедансно слагање мора то узети у обзир.

Да ли се уграђена пасивна плоча може нормално саставити и тестирати?

Склапање је нормално, јер нема ничег додатног на површини. Тестирање захтева разматрање: уграђена компонента можда неће бити доступна тестном уређају, тако да је функционални тест или тестна структура обично решење. Ако је потребно тестирање унутар кола, то је улазни фактор дизајна и требало би то решити рано.

Шта ако је претходни добављач одбио изградњу?

Најчешћи разлози су заиста неподржана конструкција, компонента која није квалификована за уградњу или обим програма испод економског прага. Сва три су легитимна. Питање које вреди поставити је који је од та три случаја у питању, јер је први техничко решење, други је промена дизајна, а трећи је комерцијална одлука. Слање Гербера, распореда и специфичних бројева делова ће их обично брзо разликовати.