เลือกหน้า

การออกแบบ PCB HDI 10 ชั้นสำหรับไมโครเวียและ BGA Escape

การออกแบบ PCB HDI 10 ชั้นสำหรับไมโครเวียและช่องต่อ BGA

รูปที่ 1. การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ HDI 10 ชั้น สำหรับไมโครเวียและช่องต่อ BGA

แผ่นวงจรพิมพ์ HDI 10 ชั้น ไม่ได้หมายความเพียงแค่มีชั้นทองแดงสิบชั้นหรือมี BGA ระยะห่างแคบๆ เท่านั้น แต่เป็นแผ่นวงจรพิมพ์สิบชั้นที่ใช้เทคนิคการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูงอย่างน้อยหนึ่งวิธี—โดยปกติจะเป็นไมโครเวียที่เจาะด้วยเลเซอร์ การเชื่อมต่อแบบซ่อนหรือฝัง การเชื่อมต่อแบบ via-in-pad การสร้างแบบต่อเนื่อง รูปทรงตัวนำละเอียด หรือการผสมผสานของเทคนิคเหล่านี้—เพื่อสร้างช่องทางการเดินสายที่การออกแบบแบบรูทะลุชุบโลหะแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ภายในพื้นที่แผ่นวงจรที่มีอยู่ ดังนั้น การออกแบบ HDI ที่ดีจึงเริ่มต้นด้วยปัญหาการเดินสายและความน่าเชื่อถือ ไม่ใช่ด้วยสัญลักษณ์การสร้างที่ทันสมัย

Highleap Electronics ผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้นทั้งแบบทั่วไปและแบบ HDI และตรวจสอบสถาปัตยกรรมการเชื่อมต่อทั้งหมดก่อนที่จะเผยแพร่โครงสร้างชั้นของแผงวงจร การตรวจสอบนี้ควรเชื่อมโยงการตัดสินใจสี่ประการที่มักถูกพิจารณาแยกกัน ได้แก่ กลยุทธ์การหลีกเลี่ยงบรรจุภัณฑ์ จำนวนชั้นของโครงสร้าง วัสดุและโครงสร้างฉนวน และแผนการรับรองคุณภาพการตรวจสอบ DFM และโครงสร้างชั้นของแผงวงจร เฉพาะโครงการ เป็นจุดที่เหมาะสมในการยืนยันการตัดสินใจเหล่านั้น ข้อมูลโรงงานทั่วไปมีอยู่ในหน้าการผลิต PCB HDIในขณะที่บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ตัวเลือกทางวิศวกรรมของแผงวงจรพิมพ์สิบชั้น


เมื่อใดที่แผงวงจร 10 ชั้นจำเป็นต้องใช้ HDI จริงๆ

การใช้ HDI นั้นเหมาะสมเมื่อสามารถแก้ปัญหาข้อจำกัดด้านความหนาแน่น ไฟฟ้า กลไก หรือความน่าเชื่อถือที่วัดได้ ไม่ควรเพิ่ม HDI เพียงเพราะผลิตภัณฑ์มี BGA ขนาด 0.5 มม. ใช้ส่วนต่อประสานความเร็วสูง หรือถูกอธิบายว่าเป็นดีไซน์ระดับพรีเมียม แพ็คเกจขนาด 0.5 มม. บางแบบมีรูปแบบการกระจายตัวของพินที่กว้างขวางและสามารถแก้ไขได้ด้วยไมโครเวียระดับเดียว ในขณะที่แพ็คเกจอื่นๆ ที่มีระยะห่างระหว่างพินเท่ากัน อาจมีสนามบอลเต็มรูปแบบ โดเมนพลังงานหลายโดเมน และคู่ความเร็วสูงจำนวนมาก และอาจต้องใช้ระดับการสร้างสองชั้นหรือจำนวนเลเยอร์ที่แตกต่างกัน แผนผังพินของแพ็คเกจมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าระยะห่างระหว่างพินที่กำหนดไว้

เหตุผลทั่วไปในการใช้ HDI บนแผงวงจรสิบชั้น

  • พัสดุหลุดหาย: ไม่สามารถเข้าถึงแถวด้านในของ BGA ได้ด้วยรูปทรงของแผ่นรองและแผ่นกันสึกแบบรูทะลุที่มีอยู่
  • การกู้คืนช่องทางการกำหนดเส้นทาง: ช่องสัญญาณแบบทะลุผ่านขนาดใหญ่กินพื้นที่มากเกินไปในหลายชั้น และกีดขวางระนาบพลังงานหรือระนาบอ้างอิง
  • การเปลี่ยนแนวตั้งที่สั้นลง: ไมโครเวียแบบปิดสามารถลดความยาวของรูเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็นและค่าเหนี่ยวนำปรสิตได้ เมื่อชั้นสัญญาณเป้าหมายอยู่ใกล้กับด้านของชิ้นส่วน
  • การวางตำแหน่งผ่านแผ่นรอง: จำเป็นต้องเติมและปรับระนาบไมโครเวียโดยตรงในบริเวณส่วนประกอบเพื่อรักษาระดับความหนาแน่นของการกระจายสัญญาณ
  • โครงสร้างทางกลที่กะทัดรัด: โครงร่างของแผงวงจรไม่สามารถขยายได้ และการเพิ่มชั้นการเดินสายเพิ่มเติมจะทำให้เกิดความหนา ต้นทุน หรือข้อจำกัดด้านอัตราส่วนที่ไม่สามารถยอมรับได้
  • การเชื่อมต่อแบบแบ่งส่วน: พื้นที่ที่เลือกไว้จำเป็นต้องใช้ระบบ HDI ในขณะที่พื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าสามารถคงรูปแบบเดิมไว้ได้ ซึ่งจะช่วยให้สามารถก่อสร้างแบบ HDI บางส่วนได้ แทนที่จะใช้ระบบหลายชั้นทั้งหมด

กรณีที่ดัชนีการพัฒนามนุษย์ (HDI) อาจไม่ใช่คำตอบแรกที่ดีที่สุด

หากความแออัดเกิดจากการวางตำแหน่งชิ้นส่วนที่ไม่เหมาะสม การเปลี่ยนแปลงชั้นที่ไม่จำเป็น แผ่นรองกันติดขนาดใหญ่เกินไป พื้นที่กันวางชิ้นส่วนมากเกินไป หรือกลยุทธ์การเชื่อมต่อขาจ่ายไฟที่ไม่ eficiente การเพิ่มไมโครเวียอาจช่วยปกปิดปัญหาการจัดวางมากกว่าที่จะแก้ไขปัญหา การเพิ่มขนาดโครงร่างของบอร์ดเล็กน้อย การเปลี่ยนตัวเลือกการถอดชิ้นส่วน BGA การย้ายกลุ่มสัญญาณหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง หรือการใช้บอร์ดแบบดั้งเดิมสิบสองชั้น อาจมีความเสี่ยงต่ำกว่าการบังคับให้สร้างโครงสร้าง HDI สิบชั้นที่ซับซ้อน การตรวจสอบการออกแบบควรเปรียบเทียบทางเลือกเหล่านี้ก่อนที่จะกำหนดประเภทการผลิต

ข้อจำกัดที่สังเกตได้ คำถามวิศวกรรมข้อแรก การตอบสนองที่เป็นไปได้
แถว BGA ด้านในไม่สามารถหลุดออกไปได้ การกีดขวางเกิดจากรูปทรงของพื้นที่ ผ่านการจัดสรรพื้นที่หรือชั้นดินหรือไม่? การเชื่อมต่อผ่านแผ่นรอง, ระดับการสร้างสัญญาณหนึ่งระดับขึ้นไป, การกระจายสัญญาณที่ปรับปรุงใหม่ หรือตัวเลือกบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างออกไป
ระนาบอ้างอิงมีรูพรุนจำนวนมาก สามารถจำกัดการใช้ vias แบบทะลุผ่านให้เฉพาะชั้นที่มันเชื่อมต่อกันจริง ๆ ได้หรือไม่? ไมโครเวียแบบปิด, เวียที่ฝังอยู่ภายใน, การเปลี่ยนผ่านของชั้นที่ปรับปรุงใหม่ หรือชั้นการเดินสายเพิ่มเติม
คู่ความเร็วสูงมีส่วนต่อขยายมากเกินไป การใช้รูเจาะแบบปิด (blind via), การเจาะย้อนกลับ (back-rill) หรือไม่เปลี่ยนชั้น (less layer change) แบบไหนเหมาะสมกว่ากันสำหรับช่องสัญญาณนี้? เลือกการเปลี่ยนผ่านที่มีความเสี่ยงต่ำที่สุดหลังจากการจำลองช่องทาง
แผ่นบอร์ดมีความหนาถึงขีดจำกัดแล้ว การเพิ่มเลเยอร์จะละเมิดข้อจำกัดทางกลไกหรือข้อจำกัดด้านอัตราส่วนภาพหรือไม่? ควรใช้ HDI อย่างเหมาะสม ลดความหนาของฉนวนเฉพาะในกรณีที่ปลอดภัย หรือปรับปรุงตัวหุ้มใหม่
มีเพียงพื้นที่อุปกรณ์เดียวที่มีความหนาแน่นสูง แผงวงจรทั้งหมดจำเป็นต้องมีโครงสร้างแบบเดียวกันหรือไม่? พิจารณาใช้ HDI บางส่วนหรือ fanout เฉพาะที่แทนการสร้างแบบหลายชั้น

วิธีอ่านและเลือกคำตอบ 1+8+1, 2+6+2 และ 3+4+3

ในสัญลักษณ์สมมาตรทั่วไปA+B+Aแต่ละ “A” คือจำนวนชั้นทองแดงที่เพิ่มเข้าไปด้านนอกของส่วนประกอบย่อย “B” ตรงกลาง ตัวเลขเหล่านี้จะรวมกันเป็นจำนวนชั้นทองแดงทั้งหมด ดังนั้น 1+8+1, 2+6+2 และ 3+4+3 จึงเป็นโครงสร้างสิบชั้นทั้งหมด สัญลักษณ์นี้ไม่ได้กำหนดรายละเอียดการเชื่อมต่อ vias ทุกจุด จำนวนการกดขึ้นรูปที่แน่นอน หน้าที่ของชั้น หรือว่าส่วนประกอบย่อยตรงกลางมี vias ฝังอยู่หรือไม่ รายละเอียดเหล่านั้นควรอยู่ในแบบร่างการผลิตและแผนผังการเรียงซ้อนที่ได้รับการอนุมัติ

การก่อสร้าง ไมโครเวียแบบชั้นติดกันทั่วไป ลำดับสื่อมวลชนหลัก มันพอดีตรงไหน ความเสี่ยงหลักที่ต้องพิจารณา
1 + + 8 1 L1-L2 และ L10-L9 ส่วนประกอบย่อยตรงกลาง 8 ชั้น จากนั้นจึงทำการอัดขึ้นรูปชั้นนอกอีกหนึ่งชั้น อาจจำเป็นต้องมีการเคลือบย่อยเพิ่มเติมหากส่วนกลางมีรูเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ การหลุดออกที่มีความหนาแน่นปานกลาง การเปลี่ยนผ่านด้านส่วนประกอบที่ไม่ลึกมาก ความต้องการ vias in-pad ที่จำกัด ไมโครเวียระดับเดียวให้ช่องทางการเดินสายเพียงพอสำหรับแผนผังขาพินจริงหรือไม่
2 + + 6 2 การเชื่อมต่อ L1-L2, L2-L3 และการเชื่อมต่อด้านล่างแบบสะท้อน ส่วนประกอบย่อยส่วนกลาง 6 ชั้น, เครื่องอัดขึ้นรูปครั้งแรก, จากนั้นเครื่องอัดขึ้นรูปครั้งที่สอง แพ็คเกจหนาแน่นระดับ 0.5 มม. การเปลี่ยนผ่านแบบปิดสองระดับ การกระจายสัญญาณที่ควบคุมได้ทั้งสองด้าน อินเทอร์เฟซแบบเรียงซ้อนผ่าน การลงทะเบียนแบบสะสม และปฏิสัมพันธ์แบบพันรอบทองแดง
3 + + 4 3 ระดับการก่อสร้างที่อยู่ติดกันสามระดับในแต่ละด้าน ชุดประกอบย่อยส่วนกลาง 4 ชั้น บวกกับเครื่องอัดขึ้นรูปสามเครื่องต่อเนื่องกัน ระบบหลบหนีที่มีความหนาแน่นสูงมาก ซึ่งจำเป็นต้องใช้ความลึกในการกำหนดเส้นทางถึงสามระดับอย่างชัดเจน ผลผลิต การเคลื่อนตัวของมิติ การสัมผัสความร้อนซ้ำๆ และความน่าเชื่อถือของไมโครเวียแบบเรียงซ้อน
HDI แบบไม่สมมาตรหรือบางส่วน กำหนดเฉพาะในกรณีที่จำเป็นเท่านั้น เฉพาะโครงการ แผงส่วนประกอบความหนาแน่นสูงด้านเดียว หรือผลิตภัณฑ์ที่ถูกจำกัดทางกลไก การโก่งงอ การบิดเบี้ยว และการกระจายตัวของทองแดง/เรซินที่ไม่สมดุล

อย่าเลือกการสร้างจากระยะห่าง BGA เพียงอย่างเดียว

การตัดสินใจเกี่ยวกับการสร้างโครงสร้างต้องมาจากผลการศึกษาการออกแบบวงจรที่สมบูรณ์แล้ว อย่างน้อยที่สุด การศึกษานั้นควรแสดงจำนวนแถวสัญญาณที่ต้องออกจากแพ็คเกจ ตำแหน่งของสายไฟและสายดิน ระยะห่างระหว่างคู่สาย ความต่อเนื่องของระนาบอ้างอิง ทิศทางการกระจายสัญญาณที่ต้องการในแต่ละชั้นสัญญาณ และจำนวนเส้นทางที่มีอยู่ระหว่างแผ่นรองหรือจุดเชื่อมต่อที่อยู่ติดกัน บอร์ด 2+6+2 ไม่ได้ดีกว่า 1+8+1 เสมอไป แต่จะเหมาะสมก็ต่อเมื่อระดับการสร้างโครงสร้างที่สองสร้างเส้นทางการเข้าถึงที่ระดับแรกไม่สามารถให้ได้

การเชื่อมต่อระหว่างชั้นต่างๆ เป็นเรื่องที่ต้องตัดสินใจแยกต่างหาก

โดยปกติแล้ว HDI แบบชั้นใดก็ได้จะใช้ไมโครเวียที่เติมเต็มแล้วเพื่อเชื่อมต่อคู่ชั้นที่ต่อเนื่องกันตลอดโครงสร้าง วิธีนี้ให้ความยืดหยุ่นสูงสุดในการวางเส้นทางในแนวตั้ง แต่ก็สร้างอินเทอร์เฟซที่เติมเต็มมากขึ้น วงจรการประมวลผลมากขึ้น และโอกาสในการเกิดข้อผิดพลาดในการลงทะเบียนหรือข้อบกพร่องที่อินเทอร์เฟซมากขึ้น จึงไม่ควรใช้เป็นตัวเลือกเริ่มต้นแทนการสร้างสถาปัตยกรรมทางออกฉุกเฉิน เมื่อต้องการใช้ HDI แบบชั้นใดก็ได้ แบบร่างควรระบุจำนวนชั้นของไมโครเวียที่อนุญาต ความสูงของชั้นที่ห้ามใช้ กฎการข้ามไมโครเวีย และยานพาหนะสำหรับการทดสอบความน่าเชื่อถือ


รูปทรงเรขาคณิตของไมโครเวีย, แผ่นจับยึด และเวียซ้อนแผ่น

กฎเกณฑ์เกี่ยวกับไมโครเวียต้องได้รับการตกลงร่วมกับผู้ผลิต โดยพิจารณาจากความหนาของฉนวนไฟฟ้าจริง ระบบเลเซอร์ การเคลือบฟอยล์ กระบวนการเติมทองแดง และความสามารถในการจัดตำแหน่ง กฎเกณฑ์ทั่วไปที่ว่า “รูเจาะขนาด 75 ไมโครเมตร พร้อมแผ่นรองขนาด 225 ไมโครเมตร” นั้นไม่ปลอดภัยสำหรับวัสดุเคลือบทุกชนิดหรือระดับความหนาที่แตกต่างกัน ช่องเปิดเลเซอร์ที่มีขนาดเท่ากันอาจทำให้เกิดสภาวะทางเข้า ผนังกลาง และแผ่นรองเป้าหมายที่แตกต่างกัน เมื่อระบบเรซิน ชนิดของกระจก หรือฟอยล์ทองแดงเปลี่ยนแปลงไป

พารามิเตอร์ที่ควรพิจารณาในการตรวจสอบการออกแบบ HDI

  • การเจาะด้วยเลเซอร์และรูปทรงเรขาคณิตที่เสร็จสมบูรณ์: ระบุว่าขนาดที่ระบุคือขนาดช่องเปิดของชิ้นงานศิลปะ เส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้าที่กำหนด เส้นผ่านศูนย์กลางด้านบนที่เสร็จสมบูรณ์ หรือเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายขั้นต่ำ
  • ความหนาของอิเล็กทริก: ให้ใช้ค่าความหนาของฉนวนไดอิเล็กทริกที่อัดแล้ว ณ ตำแหน่งไมโครเวีย ไม่ใช่ค่าจากแคตตาล็อกของพรีเพรกที่ยังไม่ได้อัด
  • อัตราส่วนภาพ: ผู้ผลิตควรตรวจสอบความถูกต้องของช่วงความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบที่รอบคอบจะหลีกเลี่ยงการทำให้รูเจาะลึกเกินกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้งานได้จริง
  • ยึดครองดินแดน: กำหนดขนาดโดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของเลเซอร์ พื้นที่วงแหวนที่ต้องการ งบประมาณในการลงทะเบียน และความสามารถของกระบวนการแท่นเป้าหมาย
  • แอนตี้แพด: กำหนดจากระยะห่างทางไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์ของสนามอิมพีแดนซ์ และการลงทะเบียนการผลิต ไม่ใช่ส่วนขยายที่ตายตัวของแผ่นจับยึด
  • เติมทองแดง: กำหนดวิธีการเติม, รอยบุ๋มหรือรอยนูนที่อนุญาต, ข้อกำหนดการปรับระนาบ และว่าเวียจะรองรับไมโครเวียอื่นหรือแลนด์ของส่วนประกอบหรือไม่
  • พื้นผิวทองแดงหลังการเท: ตรวจสอบว่าการชุบแบบห่อหุ้มและการชุบแบบเติมทำให้ปริมาณทองแดงด้านนอกหรือการสะสมตัวของทองแดงเพิ่มขึ้นเกินกว่าขอบเขตการกัดเซาะแบบเส้นละเอียดหรือไม่

ช่วงเวลาเริ่มต้นที่ใช้งานได้จริง ไม่ใช่กฎเกณฑ์การปล่อยตัว

การออกแบบ HDI ที่ผลิตจำนวนมากใช้ไมโครเวียเลเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 75-125 ไมโครเมตร โดยมีฉนวนไดอิเล็กทริกแบบอัดขึ้นรูปหนาประมาณ 50-100 ไมโครเมตร ค่าเหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการศึกษาการจัดวางเบื้องต้น แต่ไม่ใช่การอนุญาตให้ผลิต การออกแบบที่อยู่ใกล้ขอบเขตของช่วงดังกล่าวอาจไม่สามารถผลิตได้หลังจากเลือกโครงสร้างกระจก ปริมาณเรซิน ทองแดงเป้าหมาย และทองแดงสำเร็จรูปแล้ว การจัดเรียงชั้นและผลตอบสนอง DFM ที่ได้รับการอนุมัติจะต้องมีผลเหนือกว่าค่าทั่วไปในไลบรารี

คำว่า Via-in-pad, filled via และ capped via ไม่สามารถใช้แทนกันได้

โดยทั่วไปแล้ว รูเชื่อมต่อ (via) ที่อยู่ภายในแผ่นรองรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (component land) จำเป็นต้องได้รับการเติมและปรับให้เรียบ เพื่อป้องกันไม่ให้ตะกั่วบัดกรีไหลเข้าไปในรู และแผ่นรองรับชิ้นส่วนยังคงเรียบอยู่ สำหรับไมโครเวียแบบ HDI นั้น การเติมทองแดงมักใช้ในกรณีที่รูเชื่อมต่อรองรับแผ่นรองรับ BGA หรือไมโครเวียแบบซ้อนกัน ส่วนรูเชื่อมต่อเชิงกลที่เติมเรซินและปิดด้วยทองแดงนั้นมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน และมีข้อกำหนดด้านกระบวนการผลิตและความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกัน หมายเหตุในการผลิตควรระบุประเภทของรูเชื่อมต่อ วัสดุที่ใช้เติม ข้อกำหนดของฝาปิด ความยุบตัวของพื้นผิวที่ยอมรับได้ และวิธีการตรวจสอบ

โครงสร้างที่ไม่มีที่ดินหรือโครงสร้างขนาดเล็กมากต้องมีคุณสมบัติแยกต่างหาก

การออกแบบที่ลดหรือกำจัดพื้นที่จับยึดแบบดั้งเดิม ใช้ตัวนำเสริมที่มีความละเอียดสูงมาก หรือทำงานในรูปทรงเรขาคณิตคล้ายพื้นผิว ไม่ควรนำเสนอเป็นส่วนขยายตามปกติของการพิมพ์ HDI แบบลบมาตรฐาน การออกแบบเหล่านี้ต้องการการตรวจสอบความสามารถเฉพาะกระบวนการ กฎเกณฑ์เกี่ยวกับงานศิลปะโดยเฉพาะ เกณฑ์การตรวจสอบ และเส้นทางการผลิตที่ตกลงกันไว้ จำนวนชั้นสิบชั้นไม่ได้หมายความว่าโครงสร้าง SLP จะพร้อมใช้งานโดยอัตโนมัติ


โครงสร้างไมโครเวียและโครงสร้างบิลด์อัพของ PCB HDI 10 ชั้น

รูปที่ 2. โครงสร้างไมโครเวียและโครงสร้างการประกอบของแผ่นวงจรพิมพ์ HDI 10 ชั้น

ไมโครเวียแบบเรียงซ้อน แบบสลับ และแบบเว้นช่วง

ไมโครเวียแบบสลับฟันปลา

ไมโครเวียแบบสลับตำแหน่งจะถูกจัดเรียงเยื้องไปในแต่ละระดับการสร้าง และเชื่อมต่อกันด้วยส่วนนำไฟฟ้าสั้นๆ บนชั้นกลาง โครงสร้างแบบนี้ใช้พื้นที่ในการเดินสายมากกว่าแบบเรียงซ้อนแนวตั้ง แต่จะช่วยหลีกเลี่ยงการวางอินเทอร์เฟซทุกตัวไว้บนแกนเดียวกัน และโดยปกติจะทำให้การเติมทองแดงง่ายขึ้น ในกรณีที่รูปทรงของแพ็คเกจอนุญาตให้มีการจัดเรียงเยื้องโดยไม่รบกวนการส่งสัญญาณหรือความต่อเนื่องของระนาบ โครงสร้างแบบสลับตำแหน่งมักจะเป็นจุดเริ่มต้นที่มีความเสี่ยงต่ำกว่า

ไมโครเวียแบบซ้อน

ไมโครเวียแบบเรียงซ้อนจะวางรูที่เติมทองแดงแล้วเรียงต่อกันบนแกนเดียวกัน วิธีนี้ช่วยรักษาพื้นที่เชื่อมต่อแนวตั้งที่เล็กที่สุด และอาจจำเป็นในแพ็คเกจแบบเต็มกริดที่มีความหนาแน่นสูง ความน่าเชื่อถือของวิธีนี้ขึ้นอยู่กับมากกว่าแค่เส้นผ่านศูนย์กลางของรู การเตรียมแผ่นรองเป้าหมาย คุณภาพการเติมทองแดง ความสะอาดของส่วนต่อประสาน โครงสร้างการชุบ การสัมผัสกับการเคลือบซ้ำๆ และจำนวนชั้นที่เรียงซ้อนล้วนมีความสำคัญ ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมได้ระบุถึงความล้มเหลวของส่วนต่อประสานที่ซ่อนอยู่ในโครงสร้างแบบเรียงซ้อนบางประเภท ดังนั้นการออกแบบจึงไม่ควรใช้เพียงแค่ภาพตัดขวางที่ยอมรับได้เป็นหลักฐานเดียวของความน่าเชื่อถือ

ข้ามไมโครเวีย

ไมโครเวียแบบข้ามชั้น (Skip via) จะผ่านชั้นฉนวนมากกว่าหนึ่งชั้นเพื่อไปยังเป้าหมายที่ไม่ติดกัน มันไม่ใช่เพียงแค่ไมโครเวียแบบที่อยู่ติดกันที่มีความลึกกว่า เลเซอร์จะต้องกำจัดโครงสร้างเรซิน/แก้วหลายชั้นออกไปพร้อมกับรักษาความสมบูรณ์ของแผ่นเป้าหมาย และความลึกที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ช่วงการทำงานที่ผ่านการรับรองแคบลง ควรใช้ไมโครเวียแบบข้ามชั้นเฉพาะเมื่อผู้ผลิตได้ตรวจสอบคุณสมบัติของส่วนผสมฉนวน ความลึก ขนาดช่องเปิด และโครงสร้างเป้าหมายอย่างแม่นยำแล้ว แบบร่างควรระบุว่าอนุญาตให้ใช้ไมโครเวียแบบข้ามชั้นหรือไม่ ไม่ควรปรากฏโดยนัย

โครงสร้างไฮบริด

แผงวงจรอาจใช้ไมโครเวียแบบสลับตำแหน่งในเกือบทุกจุด ใช้แบบคู่ซ้อนกันเฉพาะในกรณีที่การเดินสายกำหนดไว้ ใช้เวียเชิงกลแบบฝังในส่วนประกอบย่อยตรงกลาง และใช้รูทะลุสำหรับตัวเชื่อมต่อ สถาปัตยกรรมแบบผสมผสานนี้มักประหยัดและแข็งแรงทนทานกว่าการบังคับใช้เวียแบบเดียวตลอดทั้งการออกแบบ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีแผนผังเวียที่ระบุชั้นเริ่มต้นและชั้นสิ้นสุดอย่างชัดเจน และป้องกันการซ้อนโดยไม่ตั้งใจบนอินเทอร์เฟซที่ไม่เหมาะสม

ผ่านทางโครงสร้าง ประโยชน์ด้านความหนาแน่น ภาระกระบวนการ เงื่อนไขการปล่อยตัว
ไมโครเวียระดับเดียว สร้างการกระจายสัญญาณแบบตื้นและปลดปล่อยช่องทางการกำหนดเส้นทางภายใน ความซับซ้อนของ HDI ต่ำที่สุด ตรวจสอบความถูกต้องของรูปทรงเรขาคณิตของเลเซอร์ ข้อกำหนดด้านพื้นที่และการถมดิน
เรียงสลับหลายระดับ เข้าถึงชั้นที่ลึกกว่าด้วยการกำหนดเส้นทางแบบเยื้องศูนย์ มีพื้นที่ชั้นมากขึ้น แต่หลีกเลี่ยงการเรียงซ้อนกันในแนวตั้งอย่างต่อเนื่อง ตรวจสอบระยะห่างและเส้นทางการกำหนดเส้นทางของเลเยอร์ระดับกลาง
เรียงซ้อนหลายระดับ ความหนาแน่นสูงสุด ณ จุดผ่าน การเติมทองแดง การปรับพื้นผิวให้เรียบ และการควบคุมส่วนต่อประสานในทุกระดับ ความสูงของกองวัสดุที่เหมาะสม คูปอง และแผนการไหลเวียน/ความน่าเชื่อถือ
ข้ามไมโครเวีย ข้ามขั้นตอนชั้นกลาง ช่วงการทำงานของเลเซอร์และการชุบที่แคบ งานก่อสร้างที่ถูกต้องแม่นยำต้องดำเนินการโดยผู้ผลิตที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

 

ขั้นตอนการเคลือบแบบต่อเนื่องและกระบวนการ HDI

การสร้างแบบต่อเนื่องเป็นวงจรการผลิตที่ทำซ้ำ ไม่ใช่การเคลือบเพียงครั้งเดียวแล้วตามด้วยการเจาะด้วยเลเซอร์ แต่ละคู่ของฉนวน/ทองแดงที่เพิ่มเข้ามาใหม่จะต้องผ่านการเคลือบ การจัดตำแหน่ง การสร้างภาพตามที่ต้องการ การเจาะด้วยเลเซอร์ การทำความสะอาด การเคลือบโลหะ และ—เมื่อจะมีการวางไมโครเวียอีกชั้นไว้ด้านบน—จะต้องทำการเติมและปรับพื้นผิวให้เรียบก่อนที่จะเพิ่มระดับการสร้างถัดไป

การไหลแบบตัวแทน 2+6+2

  1. ประกอบชิ้นส่วนย่อยตรงกลางแบบหกชั้น ชั้นภายในจะถูกสร้างภาพ กัดเซาะ และตรวจสอบ หากส่วนกลางมีรูเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ อาจจำเป็นต้องเจาะ เคลือบโลหะ และเพิ่มชั้นรองเพิ่มเติมก่อนที่ส่วนกลางจะเสร็จสมบูรณ์
  2. เพิ่มคู่สร้างแรกเข้าไป วัสดุฉนวนและทองแดงสำหรับ L2 และ L9 ถูกเคลือบเข้ากับส่วนกลาง การชดเชยการจัดตำแหน่งจะขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ที่วัดได้จากชุดประกอบย่อยส่วนกลาง
  3. สร้างไมโครเวียระดับแรก เจาะรูด้วยเลเซอร์ระดับ L2-L3 และ L9-L8 จากนั้นทำความสะอาด เคลือบโลหะ และชุบหรืออุดรูตามโครงสร้างระดับถัดไป
  4. เพิ่มคู่สร้างที่สองเข้าไป เคลือบแผ่นลามิเนต L1 และ L10 ลงบนพื้นผิวที่เตรียมไว้
  5. สร้างไมโครเวียภายนอก เจาะด้วยเลเซอร์ L1-L2 และ L10-L9 เสร็จสมบูรณ์ด้วยการเติม/ปรับพื้นผิวให้เรียบในบริเวณที่ชิ้นส่วนต้องการ
  6. เจาะรูที่เหลือให้ทะลุหรือกำหนดความลึกได้ตามต้องการ การเจาะรูด้วยเครื่องจักร การกำจัดคราบ และการชุบผิวทะลุรู จะดำเนินการตามลำดับเพื่อรักษาสภาพโครงสร้างทองแดงที่ได้รับการอนุมัติ
  7. ดำเนินการขั้นตอนการสร้างชั้นนอกสุด การปิดบัง การตกแต่ง การกำหนดรูปทรง และการทดสอบให้เสร็จสมบูรณ์

ตัวอย่างนี้เกี่ยวข้องกับเครื่องอัดประกอบชิ้นส่วนย่อยส่วนกลางหนึ่งเครื่องและเครื่องอัดขึ้นรูปอีกสองเครื่อง การเรียกมันว่าแผงวงจร "สองรอบ" หรือ "สามรอบ" โดยไม่ระบุว่าเครื่องอัดส่วนกลางนับรวมด้วยหรือไม่นั้น ทำให้เกิดความสับสนในการจัดซื้อและวิศวกรรม ใบเสนอราคาและเอกสารติดตามควรระบุลำดับกระบวนการที่แท้จริง แทนที่จะใช้คำย่อ

การเคลือบซ้ำๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้าง

  • การเคลื่อนที่ในมิติต่างๆ สะสมเพิ่มขึ้น การปรับขนาดชิ้นงานศิลปะและการชดเชยการเจาะต้องพิจารณาจากระบบวัสดุ การวางแนวแผง และประวัติกระบวนการที่วัดได้
  • การไหลของเรซินถูกจำกัดมากขึ้น ลักษณะของทองแดงที่เติมเต็ม ความหนาแน่นของระนาบ และความไม่สมดุลของทองแดงในระดับท้องถิ่น อาจทำให้เกิดการขาดแคลนเรซินหรือความหนาของฉนวนไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ
  • สามารถเกิดการสะสมของทองแดงบนพื้นผิวได้ การห่อ การเติม และการชุบแผงซ้ำๆ อาจลดความสามารถในการกัดเซาะตัวนำภายนอกหรือตัวนำสะสมที่มีขนาดเล็กได้
  • ประวัติอุณหภูมิเพิ่มขึ้น การเลือกวัสดุต้องคำนึงถึงเครื่องอัดที่เหมาะสมและระยะเวลาในการประกอบ แต่การพิจารณาเฉพาะอุณหภูมิการสลายตัวเพียงอย่างเดียวไม่สามารถตัดสินความเหมาะสมได้
  • งบประมาณด้านการลงทะเบียนถูกจำกัดลง การเรียงซ้อนที่ลึกที่สุดขึ้นอยู่กับภาพที่ลงทะเบียนอย่างอิสระหลายภาพ รูปแบบเลเซอร์ และแผ่นเป้าหมาย

ลำดับขั้นตอนการผลิตทั้งหมดอธิบายไว้ในคู่มือกระบวนการผลิต PCB 10 ชั้นจุดประสงค์ของภาพวาด HDI คือเพื่อให้กระบวนการมีความชัดเจน: รูเชื่อมต่อทุกรูจะต้องมีชั้นเริ่มต้น ชั้นสิ้นสุด สภาพการเติม และความสัมพันธ์ที่อนุญาตกับรูเชื่อมต่อด้านบนและด้านล่าง

 


 

การวางแผนการหลบหนีของ BGA โดยใช้แผนที่แบบ Pitch and Pin

รูปที่ 3 การวางแผนการหลบหนีจาก BGA โดยใช้แผนผังระยะห่างและตำแหน่งขา

การวางแผนการหลบหนีของ BGA โดยใช้แผนที่แบบ Pitch and Pin

ระยะห่างระหว่างขาของแพ็คเกจเป็นพารามิเตอร์การคัดกรองที่มีประโยชน์ แต่ไม่สามารถคาดการณ์ปริมาณการสร้างที่ต้องการได้ด้วยตัวเอง ปริมาณการหลุดรอดขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นเชื่อมต่อ กลยุทธ์ของหน้ากากบัดกรี การลดจำนวนลูกบอล จำนวนแถว การกระจายพลังงาน/กราวด์ ข้อกำหนดของคู่ดิฟเฟอเรนเชียล การลดขนาดที่อนุญาต ชั้นสัญญาณที่มีอยู่ และว่าเส้นทางสามารถผ่านระหว่างแผ่นเชื่อมต่อหรือแผ่นยึดไมโครเวียได้หรือไม่

0.8 มมสนาม

BGA ขนาด 0.8 มม. จำนวนมากสามารถเดินสายได้โดยใช้การกระจายสัญญาณแบบกระดูกสุนัข (dog-bone fanout) และรูเจาะเชิงกลแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแพ็คเกจไม่ใช่แบบกริดเต็มรูปแบบ เทคโนโลยี HDI อาจยังมีประโยชน์ในการลดการอุดตันของรูเจาะ รักษาแนวระนาบอ้างอิง หรือลดระยะการเปลี่ยนผ่านความเร็วสูงที่เลือกไว้ แต่ไม่ควรคิดว่าจำเป็นต้องใช้เสมอไป

0.65 มมสนาม

ที่ขนาด 0.65 มม. สามารถใช้งานได้ทั้งโซลูชันแบบดั้งเดิมและแบบ HDI สถาปัตยกรรม 1+8+1 ที่มี via-in-pad สามารถลดความซับซ้อนของ fanout ได้ แต่การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับว่าสามารถเข้าถึงแถวด้านในได้โดยไม่ละเมิดข้อกำหนดของวงแหวน, หน้ากากบัดกรี หรือช่องทางการเดินสายหรือไม่ รูปแบบของ via สำหรับจ่ายไฟมักเป็นตัวกำหนดความสำเร็จมากกว่าจำนวนสัญญาณ

0.5 มมสนาม

บอร์ด BGA แบบเต็มกริดขนาด 0.5 มม. มักได้รับประโยชน์จากไมโครเวียในแพด ระดับการสร้างชั้นเดียวอาจเพียงพอสำหรับแพ็คเกจที่มีจำนวนสมาชิกน้อยหรือจำนวนแถวที่ไม่มาก ในขณะที่เมทริกซ์แบบเต็มที่มีความหนาแน่นสูงอาจต้องใช้สองระดับหรือการกำหนดชั้นใหม่ การรับประกันว่าแพ็คเกจ 16 แถวทุกแพ็คเกจจะสามารถแก้ไขได้ด้วย 2+6+2 โดยไม่ตรวจสอบแผนผังขา คลาสคู่ และการกระจายพลังงานนั้นไม่ปลอดภัย

0.4 มมสนาม

ที่ระยะห่าง 0.4 มม. รูปทรงของจุดเชื่อมต่อ การกำหนดหน้ากากบัดกรี การลดขนาดคอทางออก และการปรับระดับการเติมทองแดงกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง HDI หลายระดับเป็นเรื่องปกติ แต่ 3+4+3 ไม่จำเป็นเสมอไป บางแพ็คเกจสามารถออกจากโครงสร้างได้ด้วยการสร้างสองชั้นและการกำจัดชิ้นส่วนอย่างระมัดระวัง ในขณะที่บางแพ็คเกจต้องการตัวนำที่ละเอียดกว่าในทุกชั้น หรือกระบวนการที่คล้ายกับซับสเตรต ต้องยืนยันเส้นทางการผลิตก่อนที่จะกำหนดรูปแบบจุดเชื่อมต่อและไลบรารี vias อย่างแน่นอน

ระยะห่างระหว่างฟันเฟืองต่ำกว่า 0.4 มม.

แพ็คเกจที่มีขนาดเล็กกว่า 0.4 มม. อาจทำให้การออกแบบเปลี่ยนจาก HDI แบบเดิมที่ใช้การตัดเฉือน ไปสู่การผลิตแบบกึ่งเติมแต่งหรือแบบคล้ายพื้นผิวที่ปรับปรุงแล้ว การเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลต่อรูปร่างของตัวนำ ความหนาของทองแดง การตรวจสอบ การจัดตำแหน่งของหน้ากากบัดกรี รูปแบบแผง และการรับรองซัพพลายเออร์ ควรพิจารณาว่าเป็นกระบวนการประเภทที่แตกต่างออกไป แทนที่จะโฆษณาว่าเป็นตัวเลือก "ไมโครเวียขนาดเล็กกว่า" ทั่วไป

การศึกษาเกี่ยวกับการหลบหนีควรให้ผลลัพธ์อะไรบ้าง

  • ภาพวาดแสดงการกระจายสัญญาณแบบทีละชั้นสำหรับส่วนที่หนาแน่นที่สุดของแพ็คเกจ
  • ไลบรารีไมโครเวียและแคปเจอร์แลนด์ที่เชื่อมโยงกับโครงสร้างแบบเรียงซ้อนที่เสนอ
  • จำนวนช่องทางการกำหนดเส้นทางที่ใช้งานได้ต่อเลเยอร์
  • การส่งกำลังไฟฟ้าและสายดินผ่านการจัดสรร รวมถึงการป้องกันแรงกระแทกจากแผ่นรองบนเครื่องบิน
  • การระบุระนาบอ้างอิงสำหรับเส้นทางความเร็วสูงแต่ละเส้นทาง;
  • การเชื่อมต่อแบบปิดสนิทที่จำเป็นที่สุดและการเชื่อมต่อผ่านซ้อนที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้
  • รายการข้อสมมติฐานที่ต้องได้รับการอนุมัติจากผู้ผลิต

 


 

วัสดุ อิมพีแดนซ์ และความสมบูรณ์ของสัญญาณ

การเลือกใช้วัสดุ HDI เป็นกระบวนการที่ผสมผสานระหว่างความน่าเชื่อถือและการตัดสินใจด้านไฟฟ้า ค่าการสูญเสียต่ำไม่ได้หมายความว่าลามิเนตจะเหมาะสมสำหรับการสร้างแบบต่อเนื่องเสมอไป และอุณหภูมิการสลายตัวสูงก็ไม่ได้เป็นการรับประกันความน่าเชื่อถือของไมโครเวียเสมอไป โครงสร้างแกนกลางและพรีเพรกที่แม่นยำ การเคลือบฟอยล์ทองแดง การไหลของเรซิน ความเสถียรของมิติ การตอบสนองของเลเซอร์ และสูตรการอัดขึ้นรูปที่มีคุณภาพ ล้วนมีความสำคัญ

คำถามเกี่ยวกับวัสดุสำหรับโครงสร้าง HDI สิบชั้น

  • แผ่นพรีเพรกที่เลือกนั้นมีแบบที่เป็นใยแก้วและมีส่วนผสมของเรซินที่ทำให้ได้ความหนาของฉนวนไฟฟ้าที่ต้องการหรือไม่
  • ผู้ผลิตได้ทำการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงขนาดที่เกิดขึ้นจากการใช้เครื่องอัดขึ้นรูปตามจำนวนที่เสนอไว้แล้วหรือไม่?
  • ระบบเรซินสามารถเจาะและกำจัดคราบด้วยเลเซอร์ได้อย่างสะอาดหมดจดที่ความลึกของไมโครเวียตามที่กำหนดหรือไม่?
  • กระบวนการเติมทองแดงสามารถตอบสนองความต้องการด้านความเรียบผิวโดยไม่ทำให้เกิดทองแดงบนพื้นผิวมากเกินไปได้หรือไม่?
  • แผ่นลามิเนตได้รับการอนุมัติสำหรับขั้นตอนการหลอมละลายตามที่ต้องการ และมีความเสี่ยงต่อการแก้ไขงานหรือไม่?
  • สำหรับช่องสัญญาณความเร็วสูง มีข้อมูลการออกแบบ Dk, Df และความหยาบของทองแดงสำหรับโครงสร้างจริงหรือไม่ ไม่ใช่แค่ข้อมูลหัวข้อในเอกสารข้อมูลจำเพาะระดับตระกูลเท่านั้น?

วัสดุตระกูลประสิทธิภาพสูง เช่น Panasonic MEGTRON, Isola I-Tera หรือ Tachyon และวัสดุเคลือบพิเศษที่มีการสูญเสียต่ำ ครอบคลุมความต้องการทางไฟฟ้าและการประมวลผลที่แตกต่างกัน ไม่ควรประกาศว่าวัสดุเหล่านี้สามารถใช้แทนกันได้เพียงเพราะค่า Dk หรือ Df ที่ระบุไว้ดูใกล้เคียงกัน การแทนที่อาจเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ การสูญเสียการแทรก การทำงานของใยแก้ว ความหนาหลังการอัด การตอบสนองของการเจาะ และการเคลื่อนตัวของการเคลือบ ควรควบคุมวัสดุทางเลือกผ่านรายการที่ได้รับการอนุมัติหรือการอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากลูกค้าหลังจากการคำนวณโครงสร้างใหม่แล้ว

อิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้ในบริเวณ HDI

ตัวนำละเอียดที่อยู่ใกล้บริเวณไมโครเวียมีความไวต่อผิวทองแดงสำเร็จรูป ความหนาของฉนวน การเคลือบหน้าบัดกรี ช่องเปิดระนาบเฉพาะที่ และรูปทรงการกัดเซาะ แบบจำลองอิมพีแดนซ์ควรใช้โครงสร้างชั้นที่เสนอจริงและรวมส่วนคอดแคบๆ ที่มีความสำคัญทางไฟฟ้า ค่าทั่วไปจากไลบรารี เช่น “เส้น 3 มิลลิเมตร เท่ากับ 50 โอห์ม” ไม่สามารถถ่ายโอนระหว่างระบบวัสดุหรือน้ำหนักทองแดงได้

เอกสารการผลิตควรระบุค่าความต้านทานแต่ละระดับอย่างชัดเจน โดยจำแนกตามชั้น โครงสร้าง ระนาบอ้างอิง เป้าหมาย และค่าความคลาดเคลื่อน จากนั้นผู้จำหน่ายจะส่งความกว้างของสายการผลิตและโครงสร้างฉนวนกลับมาเพื่อขออนุมัติ การตรวจสอบ TDR ควรเป็นไปตามเอกสารการจัดซื้อและออกแบบคูปองที่เหมาะสม จำนวนและตำแหน่งของคูปองเป็นข้อกำหนดที่ตกลงกันไว้ ไม่ใช่กำหนดโดยอัตโนมัติว่า “หนึ่งชิ้นต่อครึ่งแผง” หรือ “หนึ่งชิ้นต่อหนึ่งในสี่แผง” รายละเอียดเพิ่มเติมมีอยู่ในคู่มือวิศวกรรมการควบคุมความต้านทาน

ไมโครเวียไม่ได้ทำให้ความจำเป็นในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงหมดไป

โดยทั่วไปแล้ว vias แบบปิดที่สั้นกว่าจะมีส่วนที่ไม่ได้ใช้งานน้อยกว่า vias แบบทะลุ แต่การเปลี่ยนผ่านยังคงรวมถึงความจุของแผ่นรอง ความไม่ต่อเนื่องของแผ่นรองด้านตรงข้าม รูปทรงเรขาคณิตของเส้นทางส่งกลับ และอาจมีการเปลี่ยนแปลงระนาบอ้างอิง ช่องสัญญาณความเร็วสูงควรได้รับการประเมินในฐานะการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์ ในบางกรณี vias แบบเจาะด้านหลังอาจดีกว่า microvia ที่สูงหลายชั้น ในขณะที่บางกรณี microvia ตื้นๆ อาจเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สะอาดกว่า การเลือกควรมาจากการวิเคราะห์ช่องสัญญาณและความน่าเชื่อถือ ไม่ใช่จากกฎที่ว่า HDI นั้นเหนือกว่าทางไฟฟ้าเสมอไป

แผงวงจรพิมพ์ HDI 10 ชั้น-3

รูปที่ 4 โครงสร้างซ้อนของแผงวงจรพิมพ์ HDI 10 ชั้น

การตรวจสอบคุณสมบัติ การทดสอบความน่าเชื่อถือ และการตรวจสอบการผลิต

มาตรฐาน IPC-6016 ไม่ควรถูกระบุว่าเป็นมาตรฐานการยอมรับปัจจุบันสำหรับแผงวงจร HDI เนื่องจากถูกยกเลิกไปแล้ว และข้อกำหนดการปฏิบัติตามมาตรฐาน HDI ที่เกี่ยวข้องได้ถูกโอนไปยังข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องแล้ว สำหรับแผงวงจร HDI แบบแข็งสิบชั้น ข้อกำหนดประสิทธิภาพหลักโดยปกติคือ IPC-6012 ในรุ่นและระดับที่ระบุไว้ในเอกสารจัดซื้อจัดจ้าง โครงสร้าง HDI แบบยืดหยุ่นและแบบแข็ง-ยืดหยุ่นจะถูกกล่าวถึงใน IPC-6013 แผงวงจรความถี่สูงอาจอ้างอิงถึง IPC-6018 เมื่อเหมาะสม IPC-A-600 ให้การตีความเชิงภาพของเงื่อนไขการยอมรับ แต่ไม่ได้แทนที่ข้อกำหนดประสิทธิภาพที่ควบคุมอยู่

เหตุใดไมโครเวียแบบเรียงซ้อนจึงต้องการมากกว่าการตัดชิ้นเนื้อขนาดเล็กแบบปกติ

การตรวจสอบภาคตัดขวางที่ขัดเงาจะตรวจสอบเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโครงสร้างรูเชื่อมต่อ และอาจไม่เปิดเผยจุดอ่อนที่เปิดออกได้ก็ต่อเมื่อมีการหลอมซ้ำหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำ ๆ เท่านั้น สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีหลายชั้นซ้อนกัน มีการใช้งานที่ต้องสัมผัสสูง หรืออยู่ในสภาวะการใช้งานที่รุนแรง แผนการตรวจสอบคุณสมบัติควรผสมผสานการตรวจสอบโครงสร้างเข้ากับการทดสอบโดยใช้ยานพาหนะที่ตรวจสอบทางไฟฟ้า รายละเอียดของชิ้นงานทดสอบ การเตรียมสภาพก่อนการทดสอบ จำนวนรอบการทดสอบ อุณหภูมิ และเกณฑ์ความล้มเหลว ควรได้รับการกำหนดโดยข้อกำหนดของลูกค้าหรือตกลงกับผู้ผลิต

เครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบคุณสมบัติและการยอมรับ

  • การจำลองชุดประกอบการไหลแบบพาความร้อน: ใช้สำหรับทดสอบแผ่นวงจรหรือชิ้นงานตัวอย่างด้วยกระบวนการรีโฟลว์ที่กำหนดไว้ ก่อนทำการประเมินโครงสร้างหรือคุณสมบัติทางไฟฟ้า
  • การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกิดจากกระแสไฟฟ้ากระแสตรง: อุปกรณ์นี้ใช้ความร้อนจากไฟฟ้ากับชิ้นส่วนทดสอบแบบต่อพ่วง และตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความต้านทานผ่านวงจรซ้ำๆ
  • การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน หรือการปรับอุณหภูมิภายในห้องควบคุมอุณหภูมิ: ใช้เมื่อข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ต้องการการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมที่แสดงถึงสภาวะการใช้งานจริง
  • การวิเคราะห์ภาคตัดขวางขนาดเล็ก: ประเมินสภาพของแผ่นรองเป้าหมาย คุณภาพการเติม โครงสร้างการชุบ การจัดตำแหน่ง ความสมบูรณ์ของฉนวน และหลักฐานการแยกตัวหรือการแตกร้าว
  • การตรวจสอบด้วย AOI และการเจาะด้วยเลเซอร์: ตรวจสอบข้อบกพร่องของงานศิลปะ การจัดแนวเป้าหมาย และรูปทรงเรขาคณิตของรูในขั้นตอนการผลิตที่เหมาะสม
  • การทดสอบทางไฟฟ้า: ตรวจสอบความต่อเนื่องและการแยกส่วนของแผงวงจรสำเร็จรูปให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการสั่งซื้อ
  • ทีดีอาร์: ตรวจสอบคูปองความต้านทานควบคุมเมื่อมีการระบุการควบคุมความต้านทาน

การตรวจสอบคุณสมบัติ การยอมรับล็อต และบันทึกการจัดส่งนั้นแตกต่างกัน

การตรวจสอบคุณสมบัติของผู้ผลิตอาจดำเนินการเป็นระยะๆ โดยใช้โครงสร้างที่เป็นตัวแทน การทดสอบชิ้นงานแรกอาจจำเป็นเมื่อมีการนำโครงสร้าง วัสดุ หรือวิธีการเรียงซ้อนแบบใหม่มาใช้ การยอมรับล็อตการผลิตอาจใช้คูปองหรือตัวอย่างที่กำหนดโดยข้อกำหนดและเอกสารการจัดซื้อที่เกี่ยวข้อง บันทึกการจัดส่งคือรายงานที่ส่งมอบพร้อมกับแผงวงจรจริง ไม่ควรลดระดับทั้งสามนี้ลงเหลือเพียงการกล่าวอ้างว่าแผงวงจรหรือแผงทุกชิ้นได้รับการทดสอบความน่าเชื่อถือทุกอย่าง

บันทึกหรือทดสอบ วัตถุประสงค์ทั่วไป เมื่อใดจึงจำเป็นต้องใช้
ใบรับรองการเรียงซ้อนและวัสดุ ยืนยันวัสดุ โครงสร้าง และการตรวจสอบย้อนกลับของล็อตที่ได้รับการอนุมัติ วัสดุควบคุม ผลิตภัณฑ์ความเร็วสูง ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการควบคุม หรือผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการรับรองจากลูกค้า
รายงานภาคตัดขวางขนาดเล็ก เอกสารผ่านและโครงสร้างความสมบูรณ์ของชั้นบนคูปองตัวแทน บทความแรก, กำหนดล็อตการผลิต, ความน่าเชื่อถือสูง หรือโครงสร้างผ่านที่ซับซ้อน
ข้อมูลการหลอม/การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ประเมินความเสถียรของการเชื่อมต่อหลังจากได้รับแรงกดดันตามที่กำหนด ไมโครเวียแบบเรียงซ้อน สภาพแวดล้อมการประกอบที่รุนแรง หรือข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือเฉพาะของผลิตภัณฑ์
รายงาน TDR ตรวจสอบค่าความต้านทานของคูปองเทียบกับระดับที่กำหนด คำสั่งอิมพีแดนซ์ควบคุม
ใบรับรองการทดสอบทางไฟฟ้า ยืนยันการทดสอบความต่อเนื่อง/การแยกส่วนของแผงวงจรสำเร็จรูป โดยปกติจำเป็นสำหรับการผลิตแบบหลายชั้น

 


 

ปัจจัยที่ส่งผลต่อต้นทุน ระยะเวลานำส่ง และแพ็คเกจใบเสนอราคา

ต้นทุน HDI นั้นขึ้นอยู่กับวงจรการผลิตและความเสี่ยงด้านผลผลิต ไม่ใช่ค่าธรรมเนียมเพิ่มเติมทั่วไปที่แนบมากับชื่อการผลิต แผงวงจร 2+6+2 สองแผงที่เหมือนกันทุกประการอาจมีราคาเสนอที่แตกต่างกันมาก หากแผงหนึ่งใช้ไมโครเวียขนาด 100 µm แบบสลับกันบนแผงมาตรฐาน ในขณะที่อีกแผงหนึ่งใช้เวียแบบเรียงซ้อนบนแผ่นรอง เส้นลวดละเอียดพิเศษ วัสดุที่มีการสูญเสียต่ำ การจัดวางที่แม่นยำ และเอกสารรับรองคุณสมบัติที่ครอบคลุม

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อต้นทุนและกำหนดการ

  • จำนวนขั้นตอนการสร้างและการฝังผ่านชั้นย่อย
  • จำนวนไมโครเวียแบบเรียงซ้อนเทียบกับแบบสลับ และความสูงสูงสุดของการเรียงซ้อน
  • การเติมทองแดง การปรับพื้นผิวให้เรียบ และการยอมรับความบุ๋มของพื้นผิว
  • ความกว้าง/ระยะห่างของตัวนำขั้นต่ำหลังจากขั้นตอนการชุบตามที่กำหนด
  • ความพร้อมของวัสดุ ขนาดแผง และประวัติความคงตัวของขนาด
  • ความหนาสำเร็จรูป อัตราส่วนความกว้างต่อความยาวของรูทะลุ และเทคโนโลยี vias แบบผสม
  • ระดับความต้านทานและข้อกำหนดของคูปอง;
  • ประเภทผลิตภัณฑ์ คุณสมบัติของชิ้นงานตัวอย่าง และรายงานที่จำเป็น;
  • ขนาดของแผงวงจร การออกแบบอาร์เรย์ การใช้ประโยชน์จากแผง และผลผลิตที่คาดการณ์ไว้
  • ปริมาณ การแบ่งส่งมอบ และความเป็นไปได้ในการจัดส่งด่วน

เนื่องจากปัจจัยนำเข้าเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กัน บทความจึงไม่ได้ระบุเปอร์เซ็นต์ที่แน่นอนหรือจำนวนวันที่รับประกันสำหรับการสร้างต้นแบบคู่มือต้นทุน PCB 10 ชั้นอธิบายวิธีการเปรียบเทียบราคาเสนอโดยไม่สับสนระหว่างราคาวัสดุ ต้นทุนการพัฒนาเทคโนโลยี (NRE) ของกระบวนการ เครื่องมือทดสอบ และโลจิสติกส์

ไฟล์ที่จำเป็นสำหรับการขอใบเสนอราคา HDI ระดับวิศวกรรม

  • ข้อมูลการผลิตในรูปแบบ Gerber X2, ODB++ หรือ IPC-2581;
  • ข้อมูลการเจาะ/เซาะร่องด้วยเครื่อง NC พร้อมตารางเลเยอร์เริ่มต้น/หยุดสำหรับรูเจาะแบบซ่อน รูเจาะฝัง และรูเจาะด้วยเลเซอร์ทุกรู
  • แบบร่างการผลิตพร้อมความหนาสำเร็จรูป ปริมาณทองแดง ผิวสำเร็จ ระดับ และค่าความคลาดเคลื่อนของขนาด
  • เสนอโครงสร้างการเรียงซ้อน หรืออนุญาตให้ผู้ผลิตออกแบบโครงสร้างดังกล่าว
  • ตารางค่าความต้านทานแสดงรายละเอียดชั้น, รูปทรงเรขาคณิต, ระนาบอ้างอิง, เป้าหมาย และค่าความคลาดเคลื่อน;
  • ข้อมูล BGA หรือภาพแสดงการกระจายสัญญาณสำหรับแพ็คเกจที่มีความหนาแน่นสูงสุด
  • ข้อจำกัดด้านวัสดุและนโยบายการทดแทน;
  • ข้อกำหนดเกี่ยวกับการอุดรู การปิดฝา และความเรียบของพื้นผิว
  • ข้อกำหนดด้านคุณสมบัติ คูปอง การตรวจสอบ และรายงาน;
  • ปริมาณ ตารางการส่งมอบ ความชอบของแผง/อาร์เรย์ และรูปแบบการประกอบ เมื่อความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับการสัมผัสกับกระบวนการรีโฟลว์

ส่งแบบ PCB HDI 10 เลเยอร์เพื่อขอรับการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) และใบเสนอราคา

 


 

รายการตรวจสอบการอนุมัติ HDI ก่อนการผลิต

แบบ HDI จะพร้อมสำหรับการเสนอราคาได้ก็ต่อเมื่อสัญลักษณ์การสร้างโครงสร้าง แผนผัง และเจตนาการเดินสายอธิบายถึงโครงสร้างทางกายภาพเดียวกัน เอกสารขออนุมัติควรแสดงช่วงของ vias ที่ซ่อนอยู่ vias ที่ซ่อนอยู่ และ vias ที่ทะลุผ่านทั้งหมด ระบุว่า microvias ใดบ้างที่เรียงซ้อนกัน สลับกัน ข้าม หรือ via-in-pad และระบุปริมาณการเติม การปรับระนาบ และเงื่อนไขของฝาปิดที่ต้องการ การศึกษาเกี่ยวกับช่องว่างในแพ็คเกจควรแสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ระดับการสร้างโครงสร้างแต่ละระดับ แทนที่จะใช้ระยะห่างของแพ็คเกจเป็นเกณฑ์การตัดสินใจเพียงอย่างเดียว

  • ตรึงส่วนประกอบย่อยส่วนกลาง ลำดับการประกอบ และลำดับการเคลือบจริงไว้
  • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเลเซอร์ ความหนาของฉนวน พื้นที่จับยึด พื้นที่เป้าหมาย และอัตราส่วนความกว้างต่อความยาว เป็นรูปทรงเรขาคณิตที่ได้มาตรฐานเดียวกัน
  • ระบุกลุ่มไมโครเวียที่ต้องการการตรวจสอบความน่าเชื่อถือเฉพาะโครงสร้าง
  • ส่งแบบแปลนโครงสร้างการผลิตและรูปทรงเรขาคณิตของอิมพีแดนซ์กลับมาขออนุมัติก่อนที่จะปล่อยการแก้ไขงานศิลปะ
  • กำหนดโครงสร้างคูปอง ความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง เกณฑ์การยอมรับ และรายงานที่ส่งมอบในเอกสารการจัดซื้อ
  • การทดสอบคุณสมบัติกระบวนการผลิตของซัพพลายเออร์ การทดสอบคุณสมบัติชิ้นงานแรก และการยอมรับล็อตการผลิตตามปกติ ควรแยกออกจากกัน เนื่องจากไม่ใช่โปรแกรมการทดสอบเดียวกัน

ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือที่สุดมักจะเป็นการสร้างชั้นวัสดุที่ซับซ้อนน้อยที่สุด ซึ่งช่วยให้บรรจุภัณฑ์สะอาด รักษาพื้นผิวอ้างอิง และตรงตามแผนการตรวจสอบคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ การเพิ่มชั้นวัสดุอีกชั้นอาจช่วยเพิ่มพื้นที่ในการจัดวางเส้นทางได้ แต่ก็เพิ่มการสะสมของการลงทะเบียน การสัมผัสกับความร้อน การเติม/การปรับพื้นผิว และความเสี่ยงด้านผลผลิตด้วย

แท็ก

เมนบอร์ด AI อลูมิเนียม PCB ตัวเก็บประจุ PCB เซรามิก ผิวสำเร็จทั่วไป แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคอมพิวเตอร์ เจาะ โดรน PCB การใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ แอสเซมบลีอิเล็กทรอนิกส์ บริการการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ PCB แบบยืดหยุ่น FR4 พีซีบี HDI HDI PCB PCB ทองแดงหนัก เอชเอฟ พีซีบี แผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง PCB ความถี่สูง แป้นพิมพ์ แผงวงจรพิมพ์คีย์บอร์ด LED LED PCB วัสดุ PCB ทางการแพทย์ แกนโลหะ PCB PCB Assembly การออกแบบ PCB ไฟล์ออกแบบ PCB ฐานความรู้ PCB การผลิต PCB วัสดุพีซีบี บรรจุภัณฑ์ PCB การผลิต PCB แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟ ตัวต้านทาน อาร์เอฟพีซีบี แข็ง Flex PCB หุ่นยนต์ แผงวงจรหุ่นยนต์ แผงวงจรเซมิคอนดักเตอร์ SMT การประสาน หน้ากากประสาน
รับใบเสนอราคาทันที

แนะนำโพสต์

วิธีการรับใบเสนอราคาสำหรับ PCB

เราจะทำการวิเคราะห์ DFM/DFA ให้คุณและส่งรายงานให้คุณทราบ คุณสามารถอัปโหลดไฟล์ของคุณได้อย่างปลอดภัยผ่านทางเว็บไซต์ของเรา เราต้องการข้อมูลต่อไปนี้เพื่อแจ้งราคาให้คุณทราบ:

    • Gerber, ODB++ หรือ .pcb เฉพาะ
    • รายการ BOM หากคุณต้องการประกอบ
    • จำนวน
    • เวลาเปิด
นอกจากการผลิต PCB แล้ว เรายังให้บริการอิเล็กทรอนิกส์ครบวงจร เช่น การออกแบบ PCB, PCBA และโซลูชันแบบครบวงจร ไม่ว่าคุณจะต้องการความช่วยเหลือในการสร้างต้นแบบ การตรวจสอบการออกแบบ การจัดหาส่วนประกอบ หรือการผลิตจำนวนมาก เราก็ให้การสนับสนุนครบวงจรเพื่อให้แน่ใจว่าโครงการของคุณจะประสบความสำเร็จ

สำหรับบริการ PCBA โปรดระบุ BOM (รายการวัสดุ) และคำแนะนำการประกอบเฉพาะของคุณ นอกจากนี้ เรายังเสนอบริการวิเคราะห์ DFM/DFA เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบของคุณสำหรับการผลิตและการประกอบ เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการผลิตจะราบรื่น






    หมายเหตุด่วน: ทีมงานของเราจะส่งอีเมลถึงคุณในไม่ช้าหลังจากที่คุณส่งเอกสารแล้ว เพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้รับคำตอบจากเรา เราขอแนะนำให้คุณทำตามคำแนะนำต่อไปนี้ ตรวจสอบโฟลเดอร์สแปม/ขยะของคุณ หากคุณไม่พบข้อความของเราในกล่องจดหมายเข้าของคุณ