คู่มือการออกแบบ PCB 28 ชั้น: โครงสร้างชั้น วัสดุ และความสมบูรณ์ของสัญญาณ 28Gbps

การออกแบบ PCB 28 ชั้นอยู่ตรงจุดตัดระหว่างความหนาแน่นของการเดินสายสูงสุดและความซับซ้อนในการผลิตที่แท้จริง โดยจะเลือกใช้เมื่อ PCB 24 ชั้นไม่สามารถรองรับจำนวนชั้นสัญญาณที่จำเป็นสำหรับระบบที่ซับซ้อนได้ เมื่อการจ่ายพลังงานต้องการระนาบเฉพาะมากกว่าที่จำนวนชั้นที่ต่ำกว่าจะให้ได้ หรือเมื่อความหนาแน่นของส่วนประกอบในโปรเซสเซอร์ AI, ASIC สวิตช์เครือข่าย หรือ FPGA ขั้นสูง ต้องการบอร์ดที่สามารถเดินสายสัญญาณทุกสัญญาณด้วยอิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้ คู่มือนี้เขียนขึ้นสำหรับวิศวกรออกแบบและผู้จัดการจัดซื้อที่ทำงานในโครงการ PCB 28 ชั้นจริง ๆ โดยจะครอบคลุมถึงการตัดสินใจที่กำหนดว่าผู้ผลิต PCB 28 ชั้นสามารถสร้างการออกแบบของคุณให้ตรงตามข้อกำหนดได้จริง หรือไม่

1. เมื่อไหร่จึงควรใช้เลเยอร์ 28 ชั้น?

1.1 ข้อกำหนดด้านความหนาแน่นของการกำหนดเส้นทางที่ขับเคลื่อนการตัดสินใจในระดับ 28 เลเยอร์

การตัดสินใจใช้ 28 เลเยอร์นั้นแทบจะไม่ใช่เรื่องบังเอิญ โดยทั่วไปแล้วมักจะมาจากการวิเคราะห์จำนวนเลเยอร์อย่างเป็นระบบ: การประมาณความหนาแน่นของการเดินสาย (ความยาวสุทธิทั้งหมดหารด้วยพื้นที่เดินสายที่มีอยู่ต่อเลเยอร์) ซึ่งแสดงให้เห็นว่า 24 เลเยอร์ไม่สามารถรองรับจำนวนสัญญาณที่ความกว้างและระยะห่างของเส้นทางที่ต้องการได้ ปัจจัยกระตุ้นที่พบบ่อย:

• แพ็คเกจ BGA ที่มีจำนวนขามากกว่า 2,500 ขา โดยมีระยะห่างระหว่างขา 0.8 มม. หรือ 1.0 มม. และต้องการการเดินสายสัญญาณเพิ่มเติมที่ต้องใช้เลเยอร์สัญญาณหลายชั้นต่อด้านของแพ็คเกจ
• แพ็คเกจแบบหลายชิป (MCM หรือการกำหนดค่าตัวคั่น 2.5D) ที่จำนวน I/O รวมเกินความจุการกำหนดเส้นทาง 24 เลเยอร์
• ลิงก์อนุกรมความเร็วสูงมีจำนวนคู่สายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลมากกว่า 64 คู่ ที่ความเร็ว 28 Gbps ขึ้นไป โดยแต่ละคู่สายจะต้องมีการวางระนาบอ้างอิงทั้งด้านบนและด้านล่างตลอดความยาวทั้งหมด
• โดเมนพลังงานที่มีความซับซ้อนเกิน 6–8 ต้องใช้ระนาบเฉพาะสำหรับรางแรงดันหลายรางเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนสัญญาณจากระนาบร่วม

หากการออกแบบของคุณไม่ตรงตามเกณฑ์อย่างน้อยสองข้อ ควรทำการตรวจสอบทางเลือกอื่นๆ ที่มี 24 ชั้นอย่างเป็นระบบก่อนที่จะตัดสินใจลงทุนในเครื่องมือและต้นทุนการผลิตสำหรับ 28 ชั้น

1.2 ข้อดีของโครงสร้าง 28 ชั้น เมื่อเทียบกับโครงสร้าง 24 และ 32 ชั้น

แผ่นวงจรพิมพ์ 28 ชั้น ให้ชั้นกำหนดเส้นทางหรือชั้นระนาบเพิ่มเติมอีก 4 ชั้น เมื่อเทียบกับแผ่นวงจรพิมพ์ 24 ชั้น ในขณะที่ยังคงอยู่ในช่วงการเคลือบแบบต่อเนื่องที่ซัพพลายเออร์จำนวนมากสามารถจัดการได้ (โดยทั่วไปคือ 2-3 รอบการเคลือบ เทียบกับ 3-4 รอบที่จำเป็นสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ 30 ชั้นขึ้นไป) เมื่อเทียบกับแผ่นวงจรพิมพ์ 32 ชั้น แผ่นวงจรพิมพ์ 28 ชั้น ให้ต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด (ใช้พรีเพรกและชั้นแกนกลางน้อยกว่า) เวลาในการเคลือบแบบต่อเนื่องสั้นกว่า และผลผลิตในการผลิตสูงกว่า ในขณะที่ยังคงตอบสนองความต้องการของเครือข่าย 400G การประมวลผล AI และการออกแบบแพลตฟอร์ม FPGA ขั้นสูงส่วนใหญ่ การทำความเข้าใจ ขั้นตอน การผลิต PCB ทั้งหมด ที่อยู่เบื้องหลังการเคลือบแบบต่อเนื่อง จะช่วยกำหนดระยะเวลานำและต้นทุนที่สมจริงก่อนที่จะออก RFQ

2. การวางแผนการเรียงซ้อนสำหรับโครงสร้างความเร็วสูง 28 ชั้น

2.1 หลักการกำหนดเลเยอร์

โครงสร้างแบบเรียงซ้อน 28 ชั้นที่วางแผนมาอย่างดีนั้นเป็นไปตามหลักการความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ได้รับการยอมรับ ซึ่งหลักการเหล่านี้จะมีความสำคัญมากขึ้น ไม่ใช่ลดลง เมื่อจำนวนชั้นเพิ่มขึ้น:

• ชั้นสัญญาณความเร็วสูงทุกชั้นจะต้องมีระนาบอ้างอิงต่อเนื่องอยู่ติดกันทันที ด้วยจำนวน 28 ชั้น จึงมีชั้นระนาบเหลือเฟือ — ใช้ชั้นเหล่านี้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมของสไตรป์ไลน์สำหรับกลุ่มสัญญาณสำคัญทุกกลุ่ม การเดินสายไมโครสตริปบนชั้นนอกสุดควรสงวนไว้สำหรับสัญญาณที่ความต้องการความต้านทานที่ควบคุมได้มีความสำคัญรองลงมา
• รักษาความสมมาตรโดยอ้างอิงจากระนาบกลางของกระดาน การเรียงซ้อนแบบไม่สมมาตร เช่น น้ำหนักทองแดงที่ต่างกัน ความหนาของฉนวนที่ต่างกัน หรือจำนวนชั้นสัญญาณและชั้นระนาบที่ไม่เท่ากันในแต่ละด้านของจุดศูนย์กลาง จะทำให้เกิดแรงดัดสุทธิทั่วทั้งแผ่นวงจรระหว่างการเคลือบและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ที่จำนวนชั้น 28 ชั้นและความหนาสำเร็จรูป 3.0–3.6 มม. การบิดเบี้ยวจากการเรียงซ้อนแบบไม่สมมาตรนั้นแก้ไขได้ยากและอาจทำให้การประกอบล้มเหลว มาตรฐาน IPC Class 3 กำหนดให้การโค้งงอและการบิดตัวต้องมีค่า ≤0.5%
• จัดกลุ่มระนาบกำลังไฟฟ้าตามโดเมนแรงดันไฟฟ้า โดยมีชั้นสัญญาณคั่นอยู่ระหว่างกันหากเป็นไปได้ การวางแผ่นคู่ (ไฟเลี้ยง + กราวด์) ระหว่างชั้นสัญญาณสองชั้น ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุแยกส่วนที่มีค่าความเหนี่ยวนำของวงจรต่ำมาก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่แท้จริงของระบบจ่ายไฟ (PDN) ออกแบบโครงสร้างให้ใช้รูปทรงเรขาคณิตนี้สำหรับโดเมนพลังงานที่มีสัญญาณรบกวนสูงที่สุด

สำหรับการเดินสายสัญญาณ BGA ที่มีระยะห่างละเอียดมากถึง 28 ชั้น มักต้องใช้ โครงสร้าง HDI vias — ไมโครเวียแบบเรียงซ้อนและ via-in-pad — ซึ่งต้องการผู้ผลิตที่มีสายการผลิตลามิเนตแบบต่อเนื่องที่ใช้งานได้จริงและความสามารถในการเจาะด้วยเลเซอร์โดยเฉพาะ ไม่ใช่แค่ความสามารถในการเสนอราคาจำนวนชั้นเท่านั้น

2.2 ความหนาของฉนวนและค่าอิมพีแดนซ์เป้าหมาย

ที่จำนวนชั้น 28 ชั้น ความหนาของฉนวนระหว่างชั้นสัญญาณและระนาบอ้างอิงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 75–150 ไมโครเมตรสำหรับชั้นสไตรป์ไลน์ด้านใน ซึ่งส่งผลต่อความกว้างของเส้นทางสัญญาณ — เส้นทางสัญญาณแบบซิงเกิลเอนด์ 50 โอห์มบนฉนวน 100 ไมโครเมตรที่มี Er = 3.7 (Isola 370HR) จะมีความกว้างประมาณ 170–180 ไมโครเมตร ซึ่งสามารถจัดการได้สำหรับการผลิต PCB ที่ควบคุมอิมพีแดนซ์ ในปัจจุบัน สำหรับคู่สัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียล 100 โอห์ม ความกว้างของเส้นทางสัญญาณและระยะห่างจะต้องได้รับการกำหนดโดยโปรแกรมคำนวณภาคสนามของผู้ผลิตโดยใช้รูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างจริง — ไม่ใช่การประมาณจากเครื่องคำนวณออนไลน์

ฉนวนไฟฟ้าที่บางกว่า (75 ไมโครเมตรหรือน้อยกว่า) ช่วยให้การเชื่อมต่อระหว่างคู่ดิฟเฟอเรนเชียลแน่นขึ้นและลดค่าความจุปรสิตในโหนดความเร็วสูง แต่จำเป็นต้องมีผู้ผลิตที่มีความสามารถในการควบคุมความคลาดเคลื่อนของความหนาของฉนวนไฟฟ้า (±10% ของค่าที่ระบุหลังจากการเคลือบเป็นข้อกำหนดของ IPC Class 3) ที่ค่าที่ระบุ 75 ไมโครเมตร ±10% หมายถึง ±7.5 ไมโครเมตร ซึ่งเป็นความคลาดเคลื่อนที่ผู้ผลิตต้องตรวจสอบการไหลของเรซินพรีเพรกอย่างแม่นยำสำหรับวัสดุแต่ละชนิดและสูตรการเคลือบแต่ละแบบ

3. ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ความเร็ว 28 Gbps ขึ้นไป

3.1 งบประมาณการสูญเสียการแทรกสำหรับแผงวงจร 28 ชั้น

การบรรลุประสิทธิภาพสัญญาณความถี่สูงที่ลิงก์ serdes 28 Gbps+ ต้องการนั้น จำเป็นต้องมีการเลือกวัสดุและการกำหนดคุณสมบัติของแผ่นทองแดงอย่างระมัดระวังก่อนที่จะกำหนดโครงสร้างชั้นของแผงวงจร สัญญาณ NRZ 28 Gbps (ความถี่พื้นฐาน 14 GHz) ที่ส่งผ่านแผงวงจรขนาด 300 มม. บนชั้น stripline ภายใน จะพบกับการสูญเสียในตัวนำ การสูญเสียในฉนวน และการสูญเสียใน vias ในแผงวงจร 28 ชั้นทั่วไปที่ใช้ Isola 370HR กับทองแดงมาตรฐาน:

• การสูญเสียในตัวนำ (ทองแดง ED มาตรฐาน): ประมาณ 0.18–0.22 dB/cm ที่ 14 GHz
• การสูญเสียไดอิเล็กทริก (Df = 0.021 ที่ 10 GHz): ประมาณ 0.12–0.15 dB/cm ที่ 14 GHz
• การสูญเสียสัญญาณรวมในช่องสัญญาณสำหรับระยะ 300 มม.: 9–11 dB ก่อนหักลบผลกระทบจากสัญญาณผ่านช่องสัญญาณหลัก

งบประมาณนี้ค่อนข้างจำกัดสำหรับระบบ NRZ 28 Gbps ที่ไม่มีการปรับสมดุล สำหรับการออกแบบที่ต้องการการสูญเสียที่ต่ำกว่า หรือสำหรับการส่งสัญญาณ PAM4 ที่ 56 Gbps (28 Gbaud) ซึ่งงบประมาณการสูญเสียเข้มงวดกว่านั้น สายเคเบิล Panasonic Megtron 6 (Df = 0.002) ที่ใช้ทองแดง VLP จะช่วยลดการสูญเสียรวมลงเหลือประมาณ 5–6 dB สำหรับความยาวช่องสัญญาณเดียวกัน ทำให้มีระยะเผื่อที่เพียงพอสำหรับการปรับสมดุลและความน่าเชื่อถือของระบบ

ผลกระทบในทางปฏิบัติ: การเลือกวัสดุสำหรับการออกแบบ 28 เลเยอร์ที่ความเร็ว 28 Gbps ขึ้นไป ไม่ใช่การตัดสินใจรอง แต่ควรตัดสินใจตั้งแต่เนิ่นๆ ในกระบวนการออกแบบ โดยพิจารณาจากงบประมาณการสูญเสียของช่องสัญญาณที่วัดได้จากการจำลองก่อนการวางเลย์เอาต์ และควรกำหนดวัสดุให้แน่นอนก่อนที่จะเลือกผู้ผลิต เพราะไม่ใช่ผู้ผลิต 28 เลเยอร์ทุกรายที่จะมีหรือผลิต Megtron 6 เป็นประจำ

3.2 การเจาะทะลุผ่านรอยแตกและการเจาะย้อนกลับที่ 28 ชั้น

ในแผ่นวงจรพิมพ์ 28 ชั้น รูทะลุ (via) ที่ใช้งานเพียงส่วนน้อยของความหนาแผ่นวงจร จะเหลือส่วนที่ไม่ได้ใช้งานซึ่งจะเกิดการสั่นพ้องภายในย่านความถี่ของสัญญาณ สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ 28 ชั้นที่มีความหนาสำเร็จรูป 3.2 มม. โดยที่รูทะลุเชื่อมต่อเฉพาะชั้นที่ 1-14 เท่านั้น ส่วนที่ไม่ได้ใช้จะมีความยาวประมาณ 1.6 มม. ซึ่งจะเกิดการสั่นพ้องที่ความถี่ประมาณ 30 GHz สำหรับสัญญาณ NRZ 28 Gbps ที่มีพลังงานสูงถึง 14 GHz การสั่นพ้องนี้จะอยู่ที่ขอบเขตฮาร์มอนิก ส่วนสำหรับสัญญาณ 56 Gbps การสั่นพ้องนี้จะอยู่ในย่านความถี่โดยตรง

การเจาะย้อนกลับ (Back-drilling) จะกำจัดส่วนที่ไม่ได้ใช้งานของรูเชื่อมต่อ (via stub) ออกไป โดยเหลือส่วนที่เหลืออยู่ซึ่งควบคุมได้ โดยทั่วไปจะมีขนาดไม่เกิน 0.25 มม. กระบวนการนี้ต้องใช้การเจาะเชิงกลที่ควบคุมความลึกได้ โดยมีความแม่นยำในแกน Z อยู่ที่ ±50–75 µm และแบบจำลองการชดเชยขนาดที่ปรับเทียบให้เข้ากับความหนาของแผ่นวงจรแต่ละแผ่น ขอภาพถ่ายตัดขวางของรูเชื่อมต่อที่เจาะย้อนกลับจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตล่าสุดของผู้ผลิต — ความยาวของส่วนที่เหลืออยู่ที่วัดได้นั้นสามารถมองเห็นได้โดยตรงในภาพตัดขวาง และเป็นการตรวจสอบที่น่าเชื่อถือที่สุดเกี่ยวกับความสามารถของกระบวนการเจาะย้อนกลับของพวกเขา

4. สถาปัตยกรรมเครือข่ายการจ่ายพลังงานในบอร์ด 28 ชั้น

4.1 จำนวนระนาบและการแยกโดเมนพลังงาน

โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบ 28 เลเยอร์จะจัดสรร 10–14 เลเยอร์ให้กับระนาบ (พลังงานและกราวด์รวมกัน) และ 14–18 เลเยอร์ให้กับเส้นทางการส่งสัญญาณ ความหนาแน่นของระนาบนี้ช่วยให้สามารถแยกโดเมนพลังงานได้อย่างแท้จริง: ระนาบเฉพาะที่แยกต่างหากสำหรับแรงดันแกน แรงดัน I/O แรงดันไฟเลี้ยงอนาล็อก แรงดันสิ้นสุด DDR และรางเสริม — แต่ละระนาบมีเส้นทางส่งกลับและกลยุทธ์การแยกสัญญาณของตัวเอง ทางเลือกอื่น — ระนาบที่ใช้ร่วมกันโดยมีการแบ่งช่องทองแดง — จะทำให้เกิดการเชื่อมต่อความถี่สูงระหว่างโดเมนพลังงาน ซึ่งยากต่อการจำลองและยากต่อการกำจัดในเลย์เอาต์ที่มีอยู่

สำหรับบอร์ดศูนย์ข้อมูล AIและแพลตฟอร์มเครือข่ายระดับไฮเอนด์ที่ต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าหลายสิบแอมแปร์ที่แรงดันแกนต่ำกว่า 1 โวลต์ โดยมีริปเปิลระดับมิลลิโวลต์ การออกแบบ PDN จึงได้รับการออกแบบร่วมกับการจัดเรียงชั้นของวงจร ต้องระบุคู่ระนาบที่เลือกสำหรับแรงดันแกนก่อนเริ่มการวางตำแหน่ง ไม่ใช่กำหนดให้กับชั้นใดๆ ที่เหลือหลังจากเสร็จสิ้นการเดินสายสัญญาณแล้ว

4.2 การจัดวางตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนและผลกระทบของ Via Stub

ตัวเก็บประจุแบบแยกวงจรที่ติดตั้งบนพื้นผิวของแผงวงจรต้องเชื่อมต่อกับระนาบพลังงานและระนาบกราวด์ผ่านโครงสร้างแบบ vias แต่ละ vias จะทำให้เกิดค่าความเหนี่ยวนำ — ประมาณ 0.5–1.0 nH สำหรับ vias มาตรฐานบนแผงวงจรขนาด 3.2 มม. ที่แผงวงจร 28 ชั้น ซึ่งระนาบพลังงานอาจอยู่ลึกในชั้นซ้อน ค่าความเหนี่ยวนำของ vias จากตัวเก็บประจุแบบแยกวงจรที่ติดตั้งบนพื้นผิวไปยังระนาบพลังงานที่เกี่ยวข้องอาจมีค่ามากพอที่จะลดประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุที่ความถี่สูงกว่า 100–200 MHz การลดค่าความเหนี่ยวนำของ vias นี้จำเป็นต้องใช้ vias arrays (vias หลายตัวขนานกัน) และวางตัวเก็บประจุแบบแยกวงจรไว้ในชั้นที่ใกล้กับส่วนประกอบที่ต้องการใช้งานมากที่สุด — ซึ่งที่แผงวงจร 28 ชั้น มักหมายถึงการฝังตัวเก็บประจุไว้ในชั้นซ้อนในขั้นตอนการเคลือบกลาง

5. การแปลงข้อกำหนด SI ให้เป็นข้อกำหนดการผลิต

5.1 องค์ประกอบของข้อกำหนดที่ต้องระบุอย่างชัดเจน

ใบสั่ง ซื้อแผงวงจรพิมพ์ 28 ชั้น แบบแยกแผงที่ระบุเฉพาะข้อมูล Gerber และจำนวนชั้นนั้น ไม่ถือเป็นข้อกำหนดในการผลิต องค์ประกอบต่อไปนี้จะต้องระบุไว้อย่างชัดเจนเป็นลายลักษณ์อักษร:

• ระบุวัสดุลามิเนตตามผู้ผลิต เกรด และรหัสแผ่น IPC-4101 (เช่น “Isola 370HR, /126”)
• ประเภทและน้ำหนักของแผ่นฟอยล์ทองแดงตามชั้นหรือกลุ่มชั้น (เช่น “ทองแดง VLP, 0.5 ออนซ์ บนชั้นสัญญาณด้านใน L3–L26”)
• กำหนดเป้าหมายอิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้ โดยระบุคลาสของเน็ต การกำหนดเลเยอร์ และค่าความคลาดเคลื่อน (เช่น “ดิฟเฟอเรนเชียล 100 Ω คู่ L5/L6 ±5%”)
• ข้อกำหนดสำหรับการเจาะย้อนกลับ: กลุ่มใดบ้าง ทิศทางการเจาะ ความยาวตอสูงสุด
• คลาส IPC: ระบุอย่างชัดเจนว่า “IPC-6012 คลาส 3” — ห้ามเว้นว่างไว้
• การตกแต่งพื้นผิวด้วยข้อกำหนดความหนา (เช่น “ENIG, ทองคำขั้นต่ำ 2 µin / นิกเกล 150 µin”)
• ข้อกำหนดการทดสอบ: การทดสอบทางไฟฟ้าด้วยโพรบแบบเคลื่อนที่หรืออุปกรณ์ยึด 100%, การทดสอบความต้านทาน TDR ต่อแผง

5.2 การตรวจสอบ DFM ในฐานะกิจกรรมการรับรองคุณสมบัติซัพพลายเออร์

ขอผลการตรวจสอบ DFM จากผู้ผลิตก่อนอนุมัติการผลิต ผู้ผลิตแผงวงจร 28 ชั้นที่มีความสามารถจะชี้ให้เห็นปัญหาที่แท้จริง เช่น การละเมิดวงแหวนที่รูเชื่อมต่อที่มีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างสูง ความขัดแย้งเรื่องระยะห่างของรูเจาะด้านหลัง ปัญหาความสมดุลของทองแดงที่คาดการณ์การบิดเบี้ยว หรือปัญหาการเลือกพรีเพรกที่เป้าหมายฉนวนบาง ผู้ผลิตที่ส่งผลการตรวจสอบ DFM กลับมาโดยไม่มีข้อคิดเห็นใดๆ เกี่ยวกับการออกแบบแผงวงจร 28 ชั้นที่ซับซ้อน แสดงว่าไม่ได้ตรวจสอบไฟล์ หรือไม่มีวิศวกรที่มีความสามารถในการตรวจสอบไฟล์เหล่านั้น ซึ่งทั้งสองกรณีควรตัดสิทธิ์ผู้จำหน่ายรายนั้น

6. การประเมินผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ 28 ชั้น: หลักฐานที่สำคัญ

6.1 ตารางแสดงหลักฐานจากผู้จำหน่าย

6.2 สัญญาณเตือนที่ควรระวังระหว่างการประเมินผู้จำหน่าย

• ผู้ผลิตไม่สามารถแสดงภาพตัดขวางจากการผลิตแบบ 28 ชั้นในช่วง 90 วันที่ผ่านมาได้ ซึ่งแสดงว่าการผลิตแบบ 28 ชั้นไม่ได้เป็นการผลิตที่ดำเนินการอยู่สำหรับพวกเขาอีกต่อไป
• ข้อมูลค่าอิมพีแดนซ์ Cpk ไม่พร้อมใช้งาน หรือแสดงค่า Cpk <1.33 — บ่งชี้ว่าการควบคุมกระบวนการไม่เพียงพอสำหรับค่าความคลาดเคลื่อน ±5%
• ผู้ผลิตไม่ได้ใช้โปรแกรมคำนวณค่าความต้านทานสนาม (Polar SI, iCD หรือเทียบเท่า) สำหรับการคำนวณค่าความต้านทาน — ซึ่งบ่งชี้ว่าความกว้างของเส้นสัญญาณเป็นการประมาณค่า ไม่ใช่การสร้างแบบจำลอง
• ระยะเวลาในการตรวจสอบ DFM สำหรับงานออกแบบที่ซับซ้อนถึง 28 ชั้นนั้นต่ำกว่า 4 ชั่วโมง ซึ่งบ่งชี้ว่าไฟล์ดังกล่าวไม่ได้ผ่านการตรวจสอบจากวิศวกร
• ผู้จำหน่ายไม่สามารถระบุสารเคมีที่ใช้ในการชุบสำหรับ vias ที่มีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างสูงได้ ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่คุ้นเคยกับข้อกำหนดการชุบระดับ Class 3

พูดคุยเกี่ยวกับโครงการ PCB 28 ชั้นของคุณ

7. ระยะเวลานำส่ง ปัจจัยที่ส่งผลต่อต้นทุน และการเปลี่ยนผ่านจากต้นแบบสู่การผลิต

7.1 ระยะเวลานำส่งที่สมจริงสำหรับการผลิตต้นแบบแผงวงจรพิมพ์ 28 ชั้น

การผลิตชิ้นงานต้นแบบ 28 ชั้นจากผู้ผลิตที่ผ่านการรับรอง จะใช้เวลา 15-25 วันทำการ นับตั้งแต่ได้รับการอนุมัติ DFM จนถึงการส่งมอบ ระยะเวลาดังกล่าวขึ้นอยู่กับตารางการเคลือบแบบต่อเนื่อง (แต่ละรอบต้องใช้เวลาในการกด การอบ และการตรวจสอบขนาดก่อนเริ่มรอบถัดไป) และลำดับการชุบ (การชุบ PPR สำหรับ vias ที่มีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างสูง ต้องใช้เวลาในการแช่นานกว่าการชุบ DC) หากผู้ผลิตรายใดอ้างว่าส่งมอบชิ้นงานต้นแบบ 28 ชั้นได้ภายใน 5-7 วัน ควรสอบถามให้แน่ชัดว่าพวกเขาดำเนินการเคลือบ 3 รอบให้เสร็จภายในกรอบเวลาดังกล่าวได้อย่างไร เพราะหลักการทางฟิสิกส์ไม่สนับสนุนเช่นนั้น

สำหรับการผลิตจำนวน 50–500 แผ่น โดยทั่วไปแล้วระยะเวลารอคอยจะอยู่ที่ 20–30 วันทำการ สำหรับซัพพลายเออร์ที่ผ่านการรับรอง โดยความพร้อมของวัสดุเป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุด ซัพพลายเออร์ที่จัดเก็บ Isola 370HR และ Megtron 6 ในความหนามาตรฐาน สามารถเริ่มการผลิตได้ในวันที่ได้รับการอนุมัติ DFM ในขณะที่ซัพพลายเออร์ที่สั่งซื้อวัสดุตามแต่ละงาน จะเพิ่มเวลาอีก 1–3 สัปดาห์ในแต่ละคำสั่งซื้อ

7.2 โครงสร้างต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ 28 ชั้น

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อต้นทุนในแผงวงจรพิมพ์ 28 ชั้น เรียงตามลำดับความสำคัญ:

• ค่าวัสดุ: 30–40% ของต้นทุนแผงวงจรทั้งหมด Megtron 6 มีราคาสูงกว่า Isola 370HR ถึง 4–6 เท่าต่อหน่วยพื้นที่ ความแตกต่างของต้นทุนนี้ต้องได้รับการพิสูจน์โดยการวิเคราะห์ SI ไม่ใช่การตัดสินใจโดยอัตโนมัติจากสมมติฐานที่ว่า “วัสดุที่ดีกว่าย่อมดีกว่า”
• แรงงานและเวลาในการผลิตแผ่นลามิเนตตามลำดับ: แต่ละรอบการเคลือบจะเพิ่มต้นทุนโดยตรงและยืดระยะเวลานำส่ง การออกแบบที่สามารถผลิตได้ใน 2 รอบแทนที่จะเป็น 3 รอบจะมีราคาถูกกว่าอย่างเห็นได้ชัด การตัดสินใจเกี่ยวกับโครงสร้างการเรียงซ้อนที่ทำตั้งแต่ช่วงต้นของการออกแบบส่งผลต่อต้นทุนอย่างมาก
• การเจาะย้อนกลับ: เพิ่มต้นทุนต่อกลุ่ม vias ที่ต้องเจาะรู รวมถึงระยะเวลาดำเนินการที่ยาวนานขึ้น การเจาะรูย้อนกลับควรทำอย่างเลือกสรร — เฉพาะกับกลุ่ม vias ที่ความถี่เรโซแนนซ์ของ stub อยู่ในย่านความถี่ของสัญญาณเท่านั้น ไม่ควรใช้กับ vias ทุกตัว
• พื้นผิว: ENIG เพิ่มต้นทุนเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแผงวงจร 28 ชั้น ส่วน ENEPIG สำหรับการใช้งานเชื่อมต่อสายไฟหรือการเชื่อมต่อแบบทองคำจะเพิ่มต้นทุนมากกว่า ควรระบุสิ่งที่ต้องการ แต่ไม่ควรเลือกวัสดุเคลือบผิวที่แพงที่สุดโดยไม่มีเหตุผลรองรับในการใช้งานนั้นๆ

7.3 การจัดการการเปลี่ยนผ่านจากต้นแบบสู่การผลิต

ช่องว่างระหว่างต้นแบบที่ประสบความสำเร็จกับการผลิตที่ทำซ้ำได้ คือจุดที่โปรแกรม 28 เลเยอร์ส่วนใหญ่ประสบปัญหา ต้นแบบถูกสร้างขึ้นด้วยความเอาใจใส่ทางวิศวกรรมเป็นพิเศษ การผลิตจะดำเนินการในโหมดแบทช์ด้วยกระบวนการทำงานมาตรฐาน เพื่อปกป้องคุณภาพการผลิต:

• ขอข้อมูลค่าความต้านทาน Cpk จากล็อตการผลิตก่อนวางจำหน่าย ไม่ใช่แค่จากต้นแบบเท่านั้น
• จัดทำข้อตกลงล็อกกระบวนการผลิตที่ระบุแหล่งที่มาของแผ่นลามิเนตที่ได้รับการอนุมัติ พารามิเตอร์การชุบ และรูปแบบการเคลือบก่อนเริ่มการผลิต
• ระบุ การทดสอบทางไฟฟ้า 100% — อุปกรณ์ตรวจวัดหรืออุปกรณ์ยึดแบบเคลื่อนที่ได้ — ต้องเป็นข้อกำหนดตามสัญญาในข้อกำหนดการจัดซื้อ ไม่ใช่คำขอที่ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ผลิต
• เป็นเส้นตรง ประกอบ PCB ข้อกำหนดเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนในการผลิตควรได้รับการพิจารณาตั้งแต่เนิ่นๆ เช่น การเลือกพื้นผิว การกำหนดคุณสมบัติของวัสดุอุดรูเชื่อมต่อ และความเรียบของแผ่นวงจร ซึ่งล้วนส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลผลิตของการประกอบชิ้นส่วนด้วย SMT ในขั้นตอนต่อไป และควรยืนยันพารามิเตอร์เหล่านี้ระหว่างทีมผลิตและทีมประกอบก่อนที่จะปล่อยล็อตการผลิตแรกออกไป
• กำหนดขั้นตอนการแก้ไขปัญหาในข้อตกลงด้านคุณภาพก่อนเริ่มการผลิตล็อตแรก ไม่ใช่หลังจากเกิดความล้มเหลวครั้งแรก