แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น: แบบแข็ง, HDI, แบบยืดหยุ่น และ RF | Highleap

แผ่นวงจรพิมพ์ 8 ชั้นสองแผ่นอาจมีจำนวนชั้นเท่ากัน แต่ต้องใช้กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แผ่นวงจรแข็งมาตรฐาน แผ่นวงจร HDI ที่มีไมโครเวีย วงจรแบบยืดหยุ่นทั้งหมด และชุดประกอบแบบแข็งและยืดหยุ่น ล้วนเป็นโครงสร้างที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ อาจมีการเพิ่มแผ่นลามิเนต RF ทองแดงหนา ความต้านทานที่ควบคุมได้ และการกลึงพิเศษเข้าไปในโครงสร้างเหล่านั้นด้วย

สารบัญ

• ประเภทของแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น จำแนกตามโครงสร้างของแผงวงจร
• รูปแบบต่างๆ ของแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น จำแนกตามวัสดุและข้อกำหนดทางไฟฟ้า
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นชนิดพิเศษที่มีคุณสมบัติการผลิตเฉพาะ
• การเลือกประเภทแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นให้เหมาะสมกับข้อกำหนดในการผลิต

ประเภทของแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น จำแนกตามโครงสร้างของแผงวงจร

แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นแบบแข็ง

แผ่นวงจรพิมพ์แบบแข็งแปดชั้นเป็นโครงสร้างพื้นฐานเริ่มต้นเมื่อผลิตภัณฑ์ต้องการแผ่นวงจรพิมพ์แบบคงที่ แทนที่จะเป็นการเชื่อมต่อแบบโค้งงอได้ โดยทั่วไปแล้วการสร้างแผ่นวงจรพิมพ์แบบหลายชั้น FR-4 แบบดั้งเดิมจะใช้รูทะลุชุบโลหะ ส่วน vias ขั้นสูงและลามิเนตที่มีการสูญเสียต่ำเป็นข้อกำหนดเพิ่มเติม ไม่ใช่คุณสมบัติอัตโนมัติของแผ่นวงจรพิมพ์แบบแข็งแปดชั้น ในการแยกแยะโครงสร้างแบบแข็งแต่ละแบบ ให้ระบุลำดับชั้น L1–L8 ความหนาของแผ่นวงจรพิมพ์สำเร็จรูป น้ำหนักทองแดงต่อชั้น ขนาดรู และระยะห่างภายในที่จำกัด สำหรับโครงสร้างแบบดั้งเดิมความสามารถในการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์แบบหลายชั้น ของ Highleap เป็นจุดเริ่มต้นที่มีประโยชน์สำหรับการจับคู่การออกแบบกับกระบวนการผลิต

แผงวงจรพิมพ์ HDI 8 ชั้น

โครงสร้าง HDI จะมีความสำคัญเมื่อการเดินสาย BGA ที่มีระยะห่างละเอียด หรือความหนาแน่นของการเชื่อมต่อที่ต้องการไมโครเวียด้วยเลเซอร์ เวียแบบซ่อน หรือเวียแบบเติมในแผ่นรอง บอร์ด HDI แปดชั้นอาจใช้โครงสร้างแบบ 1+6+1 หรือโครงสร้างการเคลือบแบบลำดับที่ซับซ้อนกว่านั้น ซึ่งคำว่า “HDI 8 ชั้น” ไม่ได้หมายความถึงโครงสร้างแบบใดแบบหนึ่ง การตัดสินใจในการผลิตขึ้นอยู่กับว่าเวียแต่ละตัวเชื่อมต่อกับชั้นใด ไมโครเวียจะเรียงซ้อนกันหรือสลับกัน และการเติมและการปิดที่ต้องการ แผนผังเวียแบบทีละชั้นจะมีประโยชน์มากกว่าฉลาก HDI ทั่วไปเมื่อตรวจสอบความสามารถของไมโครเวียและการเคลือบแบบลำดับเทียบกับโครงสร้างที่เสนอ

แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น 8 ชั้น

วงจรยืดหยุ่นแปดชั้นเป็นโครงสร้างโพลีอิไมด์หลายชั้นแบบพิเศษ ด้วยชั้นทองแดงแปดชั้น บริเวณที่โค้งงอจึงมักมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าวงจรยืดหยุ่นแบบบางหนึ่งหรือสองชั้น ระบุว่าการโค้งงอเกิดขึ้นเฉพาะระหว่างการติดตั้งหรือเกิดขึ้นซ้ำๆ ระหว่างการใช้งาน ตำแหน่งที่เกิดการโค้งงอ ชั้นใดบ้างที่ผ่านบริเวณเหล่านั้น และการจัดเรียงของชั้นเคลือบและตัวเสริมความแข็งแรง ความน่าเชื่อถือในการโค้งงอและความหนาของชิ้นงานสำเร็จรูปต้องได้รับการประเมินสำหรับโครงสร้างจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระบุวงจรยืดหยุ่นหลายชั้นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีพื้นที่จำกัด

แผงวงจรพิมพ์แบบแข็งและยืดหยุ่น 8 ชั้น

แผงวงจรแบบแข็ง-ยืดหยุ่น (rigid-flex board) ผสมผสานส่วนประกอบที่แข็งและส่วนเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นเข้าไว้ในโครงสร้างเดียวกัน คำว่า “แปดชั้น” จำเป็นต้องมีแบบร่างที่แสดงจำนวนชั้นทองแดงในแต่ละโซน : ส่วนแข็งแปดชั้นอาจเปลี่ยนไปเป็นส่วนที่ยืดหยุ่นซึ่งมีตัวนำน้อยกว่า ตำแหน่งของการเปลี่ยนผ่าน บริเวณโค้งงอ รูชุบ และส่วนประกอบในการประกอบ จะเป็นตัวกำหนดวิธีการผลิต แผนผังชั้นแบบโซนต่อโซนยังเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างและข้อกำหนดการเชื่อมต่อของแผงวงจรแบบแข็ง-ยืดหยุ่นจำนวนชั้นสูงสุดเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ

รูปแบบต่างๆ ของแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น จำแนกตามวัสดุและข้อกำหนดทางไฟฟ้า

คำอธิบายต่อไปนี้มักมีประโยชน์สำหรับทีมจัดหา แต่เป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหรือวัสดุที่ใช้กับการก่อสร้างมากกว่าที่จะเป็นประเภทแผ่นไม้ที่แยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง

• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น ความเร็วสูง การสูญเสียต่ำ: เลือกใช้เมื่อการสูญเสียในช่องสัญญาณมีความสำคัญพอๆ กับความหนาแน่นของการเดินสาย ระบุเกรดของลามิเนต ข้อมูล Dk/Df ที่เกี่ยวข้อง เป้าหมายการสูญเสียการแทรก (insertion-loss) ข้อกำหนดของแผ่นทองแดง และชั้นสัญญาณที่ควบคุม คำว่า “ความเร็วสูง” เพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุถึงวัสดุทดแทนที่ยอมรับได้
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นแบบไฮบริด RF หรือ Rogers/FR-4: ใช้ในกรณีที่วงจร RF ต้องการชั้นที่มีการสูญเสียต่ำตามที่กำหนดควบคู่ไปกับวัสดุไดอิเล็กทริกอื่นๆ ระบุให้แน่ชัดว่าชั้นใดใช้ Rogers, PTFE หรือลามิเนตเกรด RF อื่นๆ พร้อมทั้งเกรดของชั้นยึดติดและความถี่ในการทำงานที่ต้องการ การผสมผสานของไดอิเล็กทริกที่เลือกจะต้องได้รับการประเมินเทียบกับวัสดุที่มีอยู่ กระบวนการผลิตลามิเนต RFการนับจำนวนชั้นแปดชั้นไม่ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการเคลือบแบบไฮบริด
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นแบบควบคุมความต้านทาน: ข้อกำหนดทางไฟฟ้าที่สามารถใช้ได้กับแผงวงจรแบบแข็ง แผงวงจร HDI แผงวงจรแบบยืดหยุ่น หรือแผงวงจรแบบแข็งและยืดหยุ่น ระบุเป้าหมายอิมพีแดนซ์แบบซิงเกิลเอนด์หรือแบบดิฟเฟอเรนเชียล ค่าความคลาดเคลื่อน ชั้นสัญญาณ/ชั้นอ้างอิง ข้อจำกัดทางเรขาคณิต และระบุว่าจำเป็นต้องมีตัวอย่างการวัดหรือรายงานหรือไม่
• แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ทองแดงหนา 8 ชั้น: ใช้สำหรับเส้นทางกระแสไฟฟ้าสูงหรือระบบจ่ายพลังงานที่เลือกไว้ โปรดระบุ น้ำหนักทองแดงสำเร็จรูปในแต่ละชั้นไม่ใช่แค่ “แผ่นวงจรพิมพ์ทองแดงหนา” เท่านั้น โรงงานต้องตรวจสอบระยะห่างในการกัดกรด การเจาะ ความหนาของฉนวน และความเข้ากันได้กับคุณลักษณะสัญญาณที่มีระยะห่างละเอียดตามมาตรฐานของตน ความสามารถในการแปรรูปทองแดงหนา.
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นชนิด Tg สูง หรือปราศจากฮาโลเจน: เอกสารนี้ระบุข้อจำกัดของวัสดุเคลือบผิว โปรดระบุเกรดวัสดุที่กำหนดหรือข้อกำหนดวัสดุที่เกี่ยวข้อง ข้อจำกัดด้านความร้อนและความน่าเชื่อถือ และระบุว่าอาจมีการเสนอวัสดุเคลือบผิวทางเลือกอื่นเพื่อขออนุมัติหรือไม่

หากการตัดสินใจเกี่ยวข้องกับชั้นใดที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณ กราวด์ หรือพลังงาน มากกว่าโครงสร้างของแผงวงจรการจัดเรียงชั้นแปดชั้น ของ Highleap ก็สามารถตอบคำถามการออกแบบที่แตกต่างออกไปได้ ในกรณีนี้ จุดสนใจอยู่ที่ความแตกต่างในการผลิตระหว่างโครงสร้างและวัสดุที่แตกต่างกัน

แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นชนิดพิเศษที่มีคุณสมบัติการผลิตเฉพาะ

การค้นหาอื่นๆ อธิบายถึงกระบวนการเพิ่มเติมมากกว่าโครงสร้าง PCB พื้นฐาน คุณสมบัติเหล่านี้สามารถรวมเข้ากับแผงวงจรแข็งแปดชั้น หรือโครงสร้างอื่นๆ ที่เข้ากันได้:

• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น พร้อมขั้วต่อทองคำ: สำหรับตัวเชื่อมต่อแบบขอบ ให้ระบุขนาดหน้าสัมผัส รูปทรงนิ้วแบบยาว/สั้น หรือแบบแบ่งส่วน มุมเอียง และอื่นๆ การชุบหน้าสัมผัสทองคำแข็งแบบเลือกเฉพาะจุดหมายเหตุทั่วไปของ ENIG ไม่สามารถใช้แทนข้อกำหนดเฉพาะของผิวเคลือบที่สัมผัสกับการสึกหรอได้
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น พร้อมช่องว่างหรือช่องปิดที่มีความลึกควบคุมได้: ระบุความลึกของการตัดเฉือน จุดอ้างอิงการวัด ความหนาของฉนวนไฟฟ้าที่เหลืออยู่ และค่าความคลาดเคลื่อน จำนวนชั้นและไฟล์โครงร่างเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกำหนดการทำงานของการตัดเฉือนได้
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น พร้อมรูเจาะด้านหลัง: ระบุตำแหน่งรูที่ได้รับผลกระทบ ด้านที่เจาะ เส้นผ่านศูนย์กลางดอกสว่าน ชั้นหยุดที่ต้องการ และส่วนที่เหลือที่ยอมรับได้ ขนาดเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดว่า การถอดท่อต่อแบบควบคุมความลึก สามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของสัญญาณได้
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น พร้อมการชุบขอบหรือรูเจาะแบบฟันปลา: ระบุตำแหน่งขอบชุบหรือตำแหน่งครึ่งรูที่แน่นอน ระยะห่างของทองแดง และข้อกำหนดเกี่ยวกับผิวสำเร็จ
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้น พร้อมรูเชื่อมต่อแบบเติมเต็ม (via-in-pad): ระบุตำแหน่งของรูเชื่อมต่อ ข้อมูลจำเพาะของวัสดุเติมและฝาครอบทองแดง และข้อกำหนดความเรียบของแผ่นบัดกรี รายละเอียดเหล่านี้มีความสำคัญทั้งต่อกระบวนการผลิตและการประกอบ BGA
• แผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นแบบบางพิเศษ หนาพิเศษ หรือขนาดใหญ่พิเศษ: กำหนดขนาดสำเร็จรูป ความหนา และความเรียบที่ยอมรับได้ รวมถึงข้อจำกัดในการจัดการแผงหรือชิ้นส่วนประกอบต่างๆ ขนาดแผงวงจรมาตรฐานไม่ได้บ่งชี้ว่าโครงสร้างที่ผิดปกติจะเข้ากันได้กับกระบวนการหรือไม่

แผงวงจรอาจใช้คุณสมบัติหลายอย่างร่วมกัน แต่ควรประเมินการผสมผสานนั้นในภาพรวมของโครงสร้างและกระบวนการผลิตทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ทองแดงหนา คุณสมบัติ HDI ที่ละเอียด และลามิเนตไฮบริดที่มีการสูญเสียต่ำ แต่ละอย่างล้วนมีข้อจำกัดที่แตกต่างกัน การอนุมัติแต่ละอย่างแยกกันไม่ได้พิสูจน์ว่าการสร้างแบบรวมกันนั้นเป็นไปได้

การเลือกประเภทแผงวงจรพิมพ์ 8 ชั้นให้เหมาะสมกับข้อกำหนดในการผลิต

คำอธิบายการผลิตที่มีประโยชน์จะระบุโครงสร้างก่อน จากนั้นจึงเพิ่มเฉพาะข้อกำหนดที่เปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตแผงวงจรนั้นๆ ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่าง:

• โครงสร้างแข็ง ควบคุมความต้านทาน: “แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) FR-4 แบบแข็ง 8 ชั้น ที่มีโครงสร้าง L1–L8 ตามที่กำหนด และคู่สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลที่ควบคุมได้” รวมถึงน้ำหนักของทองแดง อิมพีแดนซ์เป้าหมาย และการตรวจสอบที่จำเป็น
• HDI, การประกอบความหนาแน่นสูง: “แผ่นวงจรพิมพ์ HDI แบบแข็ง 8 ชั้น พร้อมโครงสร้างแบบ 1+6+1 และรูเชื่อมต่อแบบ vias-in-pad ที่เติมเต็มแล้วใต้ BGA ระยะห่างแคบ” โปรดแนบแผนผังรูเชื่อมต่อและภาพวาดการเติม/ปิดรูเชื่อมต่อทั้งหมด และยืนยันโครงสร้างกับผู้ผลิตอีกครั้ง
• โครงสร้างแบบพับได้ ยืดหยุ่นได้: “แผ่นวงจรพิมพ์แบบแข็ง-ยืดหยุ่น 8 ชั้น โดยมีชั้นทองแดง 8 ชั้นในส่วนที่แข็ง และส่วนเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นที่กำหนดแยกต่างหาก” โปรดระบุแผนผังชั้นทองแดงสำหรับแต่ละโซนและเงื่อนไขการดัดงอ
• RF ไฮบริด วัสดุผสม: “แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) แบบแข็ง 8 ชั้น สำหรับ RF/ดิจิทัล พร้อมระบุตำแหน่งลามิเนต Rogers และ FR-4” รวมถึงตารางค่าคงที่ไดอิเล็กทริก วัสดุเชื่อมต่อ ข้อกำหนดความถี่ในการทำงาน และเป้าหมายการยอมรับ

สำหรับผลิตภัณฑ์ทุกประเภท ข้อมูลที่สำคัญที่สุดคือรายละเอียดการเรียงชั้นของชิ้นส่วน ข้อมูลการผลิต ข้อกำหนดเกี่ยวกับทองแดงและวัสดุเฉพาะแต่ละชั้น การเชื่อมต่อผ่านรู และแบบร่างสำหรับคุณสมบัติพิเศษต่างๆ หาก Highleap จะเป็นผู้ประกอบชิ้นส่วนบนแผงวงจรด้วย การส่งมอบงานเดียวกันนี้ควรรวมถึงรายการวัสดุ (BOM) ข้อมูลการจัดวาง และข้อกำหนดการทดสอบระดับการประกอบและระดับแผงวงจรด้วย

บริษัท Highleap Electronics สามารถตรวจสอบโครงสร้างแปดชั้นที่ระบุไว้ และระบุรายการที่ต้องการการยืนยันทางวิศวกรรม จุดประสงค์คือเพื่อประเมินการผสมผสานคุณสมบัติที่แท้จริงแทนที่จะสันนิษฐานว่าทุกแผ่นวงจรพิมพ์ที่เรียกว่า "PCB 8 ชั้น" นั้นใช้กระบวนการผลิตเดียวกัน