บริการครบวงจรด้านการผลิตและประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของ RFSoC

ข้อมูลจำเพาะของบอร์ด RFSOC สำหรับโครงการ: ขนาด 115 × 175 มม., ไดรฟ์ออปติคอล 100G และ NVMe 4.0

ฮาร์ดแวร์ที่แสดงในภาพคือแพลตฟอร์ม RFSoC ที่ซับซ้อนสูง ซึ่งมีขนาดกะทัดรัด115 × 175 มม.มีข้อกำหนดด้านลามิเนตความเร็วสูง อินเทอร์เฟซออปติคอลระดับ 100G การเชื่อมต่อ NVMe 4.0อุปกรณ์ BGA ที่มีความหนาแน่นสูง หน่วยความจำ การแปลงพลังงาน ช่องต่อ RF หลายช่อง และระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟ

สำหรับโรงงานผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นี่ไม่ใช่แค่ “แผง FPGA ขนาดใหญ่” เท่านั้น แต่เป็นโครงการผลิตแบบผสมผสานเทคโนโลยี ซึ่งประกอบไปด้วยเส้นทาง RF, ลิงก์อนุกรมหลายกิกะบิต, บัสหน่วยความจำ, อินเทอร์เฟซจัดเก็บข้อมูล, การกระจายพลังงาน, การรับภาระความร้อน และข้อจำกัดทางกลต่างๆ ที่ล้วนมีปฏิสัมพันธ์กัน ดังนั้น การตัดสินใจในการผลิตจึงต้องเป็นไปตามแบบแผนที่ลูกค้ากำหนดไว้อย่างชัดเจน มากกว่าที่จะใช้สมมติฐานทั่วไป

เหตุใดการผลิตแผงวงจร RFSOC จึงมีความซับซ้อนกว่าการผลิตแผงวงจรพิมพ์ดิจิทัลทั่วไป

การออกแบบ RFSoC ผสานรวมช่องสัญญาณ RF สำหรับแปลงข้อมูลและลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้เข้ากับอินเทอร์เฟซอนุกรมความเร็วสูง หน่วยความจำ หน่วยเก็บข้อมูล นาฬิกา รางจ่ายไฟ และอินเทอร์เฟซเชิงกล ผู้ผลิต PCB ต้องรักษาเจตนารมณ์ของการออกแบบผ่านการเลือกวัสดุเคลือบ การสร้างโครงสร้างแบบเรียงซ้อน การสร้างภาพ การเคลือบ การเจาะ การชุบ การกัด การจัดตำแหน่งหน้ากากบัดกรี การตกแต่งพื้นผิว การประกอบ และการตรวจสอบ ในการผลิตและประกอบแพลตฟอร์ม RFSoCการประสานงานนี้ยังขยายไปถึงการจัดวางส่วนประกอบ ฮาร์ดแวร์ระบายความร้อน และการเข้าถึงการทดสอบที่จำเป็นในการตรวจสอบความถูกต้องของระบบทั้งหมด

ลำดับความสำคัญในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับบอร์ด RFSOC ความเร็วสูง

1. ตรึงระบบวัสดุและปริมาณการผลิตไว้

คำว่า “วัสดุความเร็วสูง” ไม่ใช่ข้อกำหนดการผลิตที่สมบูรณ์ ก่อนการผลิตแม่พิมพ์ โครงการควรระบุประเภทของลามิเนตและพรีเพรก รูปแบบใยแก้ว ส่วนประกอบของเรซิน ความหนาของฉนวนไฟฟ้า ชนิดของฟอยล์ทองแดง ข้อสมมติฐานเกี่ยวกับความหยาบของทองแดง ทองแดงสำเร็จรูป ความหนารวม และนโยบายการใช้วัสดุทดแทนที่ได้รับอนุมัติ การตรวจสอบทางวิศวกรรมของ Highleap จะแปลงข้อกำหนดเหล่านี้ให้เป็นโครงสร้างที่สามารถผลิตได้เพื่อขออนุมัติจากลูกค้า

2. แปลงค่าเป้าหมายด้านอิมพีแดนซ์และการสูญเสียให้เป็นการควบคุมในโรงงาน

ค่าอิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้นั้นได้รับผลกระทบจากความกว้างของลายวงจร ระยะห่าง ความหนาของทองแดง ความหนาของฉนวน การชดเชยการกัดกร่อน หน้ากากบัดกรี และรูปทรงเรขาคณิตของระนาบอ้างอิงเฉพาะที่ สำหรับลิงก์ที่ไวต่อการสูญเสีย ลูกค้าควรระบุช่วงความถี่ที่เกี่ยวข้อง เป้าหมายการสูญเสียการแทรก โครงสร้างของคูปอง และข้อจำกัดด้านความหยาบหรือวัสดุใดๆ ด้วย ค่าอิมพีแดนซ์ที่ระบุเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกำหนดความต้องการของช่องสัญญาณ 100G หรือ PCIe 4.0 ได้อย่างสมบูรณ์

3. การควบคุมผ่านโครงสร้าง เสาหลัก และการเจาะย้อนกลับ

แพ็คเกจ BGA ขนาดใหญ่และคอนเนคเตอร์ความเร็วสูงมักสร้างการเชื่อมต่อที่ซับซ้อน รูเจาะซ่อน/รูเจาะใต้พื้นผิว รูเจาะขนาดเล็กด้วยเลเซอร์ รูเจาะบนแผ่นรองการเติมวัสดุที่เป็นตัวนำหรือไม่เป็นตัวนำ การชุบฝาครอบ และการเจาะด้านหลัง ต้องระบุไว้อย่างชัดเจนในแบบร่างการผลิต ความลึกของการเจาะ ส่วนที่เหลือของขา การจัดตำแหน่ง การชุบ และเกณฑ์การตรวจสอบควรตกลงกันก่อนการผลิต

4. จัดการการลงทะเบียน ยอดคงเหลือทองแดง และความเรียบ

แผ่นวงจรขนาดกะทัดรัดที่มีทองแดงหนาแน่น พื้นที่ BGA ขนาดใหญ่ พื้นที่ส่งสัญญาณ RF และวงจรไฟฟ้า อาจมีความไวต่อการจัดเรียงชั้นและการบิดเบี้ยว อาจจำเป็นต้องใช้ทองแดงที่สมดุล การจัดวางแผงที่เหมาะสม การชดเชยการเคลือบ การรองรับการเดินสาย และอุปกรณ์จับยึดสำหรับการประกอบ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างชั้นสุดท้ายและการกระจายตัวของส่วนประกอบ

ข้อควรพิจารณาในการผลิตอินเทอร์เฟซออปติคอล 100G

อินเทอร์เฟซแบบโมดูลหรือโครงยึดออปติคอล 100G ประกอบด้วยเลนดิฟเฟอเรนเชียลความเร็วสูงหลายเลน การเปลี่ยนผ่านของตัวเชื่อมต่อ คุณสมบัติการต่อลงดิน การยึดทางกล และข้อจำกัดด้านความร้อน โรงงานผลิต PCB ไม่ได้ "เพิ่มความสามารถ 100G" แต่ผลิตรูปทรงช่องสัญญาณที่ลูกค้าอนุมัติได้อย่างสม่ำเสมอเพียงพอเพื่อให้การออกแบบนั้นตรงตามประสิทธิภาพที่ตั้งใจไว้

• ขนาดและจุดอ้างอิงทางกลของตัวเชื่อมต่อ: รูปทรงของแผ่นรอง ตำแหน่งของโครง การเจาะรูสำหรับติดตั้ง พื้นที่ห้ามใช้งาน และความสัมพันธ์ระหว่างขอบกระดาน ต้องตรงกับแบบร่างที่กำหนดไว้
• เรขาคณิตของคู่ดิฟเฟอเรนเชียล: ความกว้างของเส้น, ระยะห่าง, ระนาบอ้างอิง, การลดขนาดคอ, การแตกออก และความสม่ำเสมอระหว่างเลน ต้องสะท้อนให้เห็นในการจัดเรียงชั้นและการชดเชย CAM
• ผ่านการควบคุมการเปลี่ยนผ่าน: แผ่นป้องกัน, การวางตำแหน่งผ่านพื้นดิน, ส่วนที่เหลืออยู่ และ ข้อกำหนดการเจาะย้อนกลับ ควรระบุให้ชัดเจน
• การจัดการการสูญเสียการแทรก: วัสดุ ความหยาบของทองแดง ทองแดงสำเร็จรูป ความยาวของเส้นทาง และความคลาดเคลื่อนในการผลิต ควรตรงกับการวิเคราะห์ช่องทางของลูกค้า
• การตรวจสอบและยืนยัน: คูปองวัดความต้านทาน, ภาพตัดขวาง, การตรวจสอบการเจาะ, การทดสอบทางไฟฟ้าและการทดสอบสัญญาณใดๆ ที่ลูกค้ากำหนด ควรถูกรวมอยู่ในแผนคุณภาพด้วย

การควบคุมการผลิต PCB สำหรับ NVMe 4.0 / PCIe 4.0

NVMe 4.0 อาศัยการส่งสัญญาณ PCIe 4.0 ดังนั้นช่องทางการจัดเก็บข้อมูลจึงมีความไวต่อตัวแปรในการผลิตเช่นเดียวกับลิงก์มัลติจิกะบิตอื่นๆ รูปทรงของลายวงจรและระยะห่างระหว่างคู่สายต้องคงที่ตั้งแต่บริเวณโปรเซสเซอร์หรือสวิตช์ ผ่านรูเชื่อมต่อและตัวเชื่อมต่อ ไปจนถึงอุปกรณ์ NVMe

ในระหว่างขั้นตอน DFM (Design for Manufacturing) Highleap จะตรวจสอบความเป็นไปได้ในการผลิตของค่าอิมพีแดนซ์ที่ระบุ โครงสร้างของรูเจาะด้านหลัง ข้อมูลของขั้วต่อหรือรูปแบบ M.2 ระยะห่างของทองแดง ช่องเปิดของหน้ากากบัดกรี และการเข้าถึงการประกอบ การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เสนอซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของสัญญาณควรส่งคืนให้ลูกค้าอนุมัติก่อนการผลิต

การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของ RFSOC: ขั้วต่อ BGA, หน่วยความจำ, ขั้วต่อ RF และอุปกรณ์จ่ายไฟ

การประกอบ PCBA สำหรับ RFSoC นั้นไม่ใช่แค่การวางชิ้นส่วนลงบนแผ่นวงจรเปล่าที่เสร็จสมบูรณ์แล้วเท่านั้น กระบวนการประกอบต้องคำนึงถึงBGA ที่มีมวลความร้อนสูงแพ็คเกจหน่วยความจำ ชิ้นส่วนที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบ ขั้วต่อ RF โครงสำหรับออปติคอล ขั้วต่อสำหรับหน่วยเก็บข้อมูล ตัวเหนี่ยวนำกำลังไฟฟ้า ออสซิเลเตอร์ และฮาร์ดแวร์เชิงกลต่างๆ ด้วย

ลำดับความสำคัญของวิศวกรรมการประกอบ

• ตรวจสอบรูปแบบการวางตำแหน่งและขั้วไฟฟ้าเทียบกับรายการวัสดุ (BOM) และแบบประกอบ
• การออกแบบช่องเปิดสเตนซิลสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่แบบ BGA, QFN, แผ่นระบายความร้อน และชิ้นส่วนที่มีระยะห่างขาแคบ
• ข้อกำหนดด้านความไวต่อความชื้นของส่วนประกอบ การอบ การจัดเก็บ และการตรวจสอบย้อนกลับ
• การพัฒนารูปแบบการรีโฟลว์เพื่อคำนึงถึงมวลความร้อนของแผงวงจรและข้อจำกัดของชิ้นส่วน
• การจัดวางตำแหน่งของตัวเชื่อมต่อ ความเรียบเสมอกัน การรองรับทางกล และการเข้าถึงอุปกรณ์ยึด
• การตรวจ AOI และ X-ray ครอบคลุมข้อต่อที่ซ่อนอยู่ การปัสสาวะลำบาก ช่องว่างระหว่างฟัน รูเปิด และความเสี่ยงจากการเอาศีรษะซุกหมอน
• ข้อกำหนดด้านความสะอาด การจัดการ การเคลือบป้องกัน การตั้งโปรแกรม และการทดสอบการทำงาน เมื่อมีการระบุไว้

การทดสอบการทำงานของต้นแบบมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับบอร์ด RFSOC เนื่องจากช่วยให้ลูกค้าสามารถตรวจสอบลำดับการจ่ายไฟ การกำหนดจังหวะการทำงาน การตั้งโปรแกรม พฤติกรรมทางความร้อน การเชื่อมต่อความเร็วสูง เส้นทาง RF อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วง และขั้นตอนการทดสอบก่อนการผลิตซ้ำ

Highleap Electronics ให้การสนับสนุนบอร์ด RFSOC ที่ออกแบบโดยลูกค้าอย่างไร

บริษัท Highleap Electronics ดำเนินงานในฐานะพันธมิตรด้านการผลิต เราไม่ได้ทำการตลาดฮาร์ดแวร์ RFSoC ที่แสดงในภาพว่าเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของเราเอง บทบาทของเราคือการแปลงแพ็คเกจการออกแบบที่ลูกค้าส่งมาให้เป็นการผลิต PCB และ PCBA ที่ควบคุมได้

1. การขอใบเสนอราคาและการตรวจสอบข้อมูล เราตรวจสอบไฟล์ PCB, แบบร่างการผลิต, แผนผังการเรียงซ้อน, รายการวัสดุ (BOM), ข้อมูลการประกอบ, ปริมาณ, เป้าหมายการส่งมอบ และขอบเขตการทดสอบ
2. พีซีบี ดีเอฟเอ็ม และยืนยันการเรียงซ้อน ทีม CAM และทีมวิศวกรรมจะระบุข้อขัดแย้งด้านการผลิต ชี้แจงวัสดุและโครงสร้างรูเชื่อมต่อ และส่งข้อเสนอการผลิตเพื่อขออนุมัติ
3. การตรวจสอบส่วนประกอบและการประกอบ เราตรวจสอบข้อมูลบรรจุภัณฑ์ สถานะ BOM ทางเลือกอื่น ข้อกำหนดของแม่พิมพ์ การจัดการพิเศษ ความต้องการของอุปกรณ์จับยึด และขอบเขตการตรวจสอบ
4. การผลิตแผงวงจรพิมพ์ต้นแบบ (Prototype PCB fabrication) และการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) การก่อสร้างครั้งแรกเป็นไปตามแบบแผนทางวิศวกรรมที่ได้รับการอนุมัติและขั้นตอนการทำงานที่ได้บันทึกไว้
5. การตรวจสอบและการทดสอบตามที่ลูกค้ากำหนด การตรวจสอบแผงวงจรเปล่าและการประกอบจะดำเนินการตามแผนคุณภาพที่ตกลงกันไว้ การเขียนโปรแกรมและการทดสอบการทำงานจะดำเนินการตามคำแนะนำของลูกค้าเมื่อมีการรวมไว้ในแผน
6. รับฟังความคิดเห็นและสั่งผลิตซ้ำ ผลการตรวจสอบการผลิต การเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการอนุมัติ และผลการทดสอบจะถูกนำไปรวมไว้ในเอกสารการผลิตที่ควบคุมสำหรับคำสั่งซื้อในครั้งต่อไป

ต้องส่งอะไรให้ Highleap เพื่อขอใบเสนอราคาสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และแผงวงจรประกอบ (PCBA) ของ RFSOC

เพื่อให้ได้ใบเสนอราคาและคำตอบทางวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพ โปรดส่งเอกสารครบถ้วนที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้:

• ข้อมูลการผลิตในรูปแบบ Gerber, ODB++ หรือ IPC-2581;
• แบบร่างการผลิต ไฟล์เจาะรู รายการวงจร และการจัดเรียงชั้นแบบควบคุม
• ขนาดแผ่นวงจร จำนวนชั้น ความหนาสำเร็จรูป น้ำหนักทองแดง การตกแต่งพื้นผิว และปริมาณ
• ตารางค่าความต้านทาน, ข้อกำหนดการสูญเสียการแทรก, รายละเอียดคูปอง และแบบร่างการเจาะด้านหลัง;
• ข้อกำหนดเกี่ยวกับ via-in-pad, fill/cap, microvia, sequential-lamination และการยอมรับ
• รายการวัสดุ (BOM) พร้อมหมายเลขชิ้นส่วนของผู้ผลิต ทางเลือกที่ได้รับอนุมัติ และผู้รับผิดชอบในการจัดหาชิ้นส่วน;
• ไฟล์วางชิ้นส่วน/จุดศูนย์กลาง, แบบร่างประกอบ, บันทึกเกี่ยวกับขั้ว และไฟล์ทางกล;
• ไฟล์การเขียนโปรแกรม ขั้นตอนการเริ่มต้นระบบ ข้อมูลอุปกรณ์ทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับ
• ปริมาณต้นแบบ, ปริมาณที่คาดการณ์, การส่งมอบเป้าหมาย, บรรจุภัณฑ์ และข้อกำหนดด้านเอกสาร

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการผลิตบอร์ด RFSOC