การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) Shengyi S1000-2 สำหรับแผงวงจรไร้สารตะกั่วที่มีจำนวนชั้นสูง

Shengyi S1000-2 เป็น ระบบ FR-4.0 ที่มี ค่า Tg สูงและค่า CTE ต่ำ ใช้เมื่อแผงวงจรหลายชั้นต้องการความน่าเชื่อถือด้านความร้อนและการเคลือบรูที่แข็งแกร่งกว่า FR-4 ทั่วไป Highleap Electronics ผลิต PCB S1000-2 สำหรับคอมพิวเตอร์ การสื่อสาร เครื่องมือวัด และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่จำนวนชั้น ความหนาของแผงวงจร และรอบการประกอบเหมาะสมกับการอัพเกรด

วัสดุนี้ไม่ควรถูกขายเป็นวิธีแก้ปัญหาทุกอย่าง การขยายตัวต่ำช่วยเพิ่มกำไร แต่คุณภาพการเจาะ การขจัดคราบ ความหนาของการชุบ อัตราส่วนด้าน และประวัติการแก้ไขงานยังคงเป็นตัวกำหนดความน่าเชื่อถือของแผงวงจรสำเร็จรูป

เมื่อใดที่ S1000-2 มีความเหมาะสม

S1000-2 มีประโยชน์เมื่อความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือเกิดจากการขยายตัวของแกน Z และการสัมผัสกับความร้อน สามารถรองรับผลิตภัณฑ์หลายชั้นที่มีจำนวนชั้นสูงและมีความหนาแน่นสูง แต่โครงสร้างสุดท้ายยังคงต้องสามารถผลิตได้จริง

คู่มือวัสดุ PCB จำนวนชั้นสูงของ Highleap อธิบายว่าเหตุใดจึงต้องประเมินวัสดุ การจัดเรียงชั้น โครงสร้างของรูเชื่อมต่อ และการกระจายตัวของทองแดงไปพร้อมกัน

คุณสมบัติที่เผยแพร่และความหมายของการออกแบบ

Shengyi เผยแพร่ค่าทั่วไปของ S1000-2 ดังนี้ Tg 180°C โดย DSC, 185°C โดย DMA, Td 345°C, การขยายตัวตามแกน Z รวม 2.8% จาก 50–260°C, T260 60 นาที, T288 20 นาที และ T300 5 นาที วัสดุนี้มีคุณสมบัติที่เข้ากันได้กับวัสดุไร้สารตะกั่ว ทนความร้อนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนตามแกน Z ต่ำ ความน่าเชื่อถือในการใช้งานแบบรูทะลุ ประสิทธิภาพในการป้องกัน CAF และการดูดซับน้ำต่ำ

ข้อมูลทั่วไปไม่ได้หมายถึงข้อจำกัดในการผลิต

Shengyi ระบุว่าค่าเหล่านี้เป็นค่าทั่วไปและใช้สำหรับการอ้างอิงเท่านั้น ลูกค้าไม่ควรนำค่าเหล่านี้ไปใช้เป็นเกณฑ์การยอมรับระดับบอร์ดที่รับประกันได้หากไม่ได้รับความยินยอม หลักฐานของบอร์ดสำเร็จรูปมาจากผลการวิเคราะห์การเรียงซ้อน การตรวจสอบชิ้นงานตัวอย่าง การตัดชิ้นส่วนขนาดเล็ก และการตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์

S1000-2 และ S1000-2M ไม่เหมือนกัน

S1000-2M มีคุณสมบัติที่เผยแพร่แตกต่างกัน และมีตำแหน่งการวางชั้นที่มีความแข็งแรงกว่า หากแบบระบุให้ใช้ S1000-2 โรงงานไม่ควรเปลี่ยนไปใช้ S1000-2 หรือในทางกลับกัน โดยไม่ได้รับการอนุมัติ แม้ว่าวัสดุจะดูเกี่ยวข้องกันก็ตาม

การออกแบบโครงสร้างซ้อนหลายชั้นและ Via

ตรึงการจัดเรียงชั้นก่อนที่จะทำการกำหนดเส้นทางเสร็จสมบูรณ์

ผลิตภัณฑ์ที่มีจำนวนชั้นสูงมักต้องการค่าอิมพีแดนซ์ที่ควบคุมได้ ฉนวนบาง และระนาบพลังงานหลายชั้น Highleap พัฒนาโครงสร้างที่สามารถผลิตได้จริงโดยคำนึงถึงแกน/พรีเพรกที่มีอยู่ ความสมดุลของทองแดง ความหนาเป้าหมาย ค่าอิมพีแดนซ์ และความสามารถในการกดขึ้นรูป การออกแบบโดยใช้ฉนวนที่ไม่พร้อมใช้งานอาจต้องมีการปรับเปลี่ยนเส้นทางอย่างมาก

อัตราส่วนภาพและระยะห่างระหว่างรูเจาะกับทองแดง

แผ่นลามิเนตที่มีค่า Tg สูงไม่ได้ขจัดข้อจำกัดด้านรูปทรงเรขาคณิต รูเล็กๆ บนแผ่นวงจรหนาจะเพิ่มการสึกหรอของเครื่องมือ ความยากลำบากในการกำจัดคราบ และความแปรปรวนของการชุบ Highleap อาจแนะนำให้ใช้ vias ขนาดใหญ่ขึ้น ลดความหนาของแผ่นวงจร ใช้ vias แบบปิดสลับกัน หรือการเคลือบแบบเรียงลำดับ ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและความน่าเชื่อถือที่ต้องการ

การเคลือบแบบเรียงลำดับต้องได้รับการตรวจสอบแยกต่างหาก

หากการออกแบบรวมถึง vias แบบซ่อน/ฝัง หรือรอบการกดหลายรอบ ควรประเมินการสร้างชิ้นงานเป็นแบบ HDI/การเคลือบแบบต่อเนื่อง ดูคู่มือการเคลือบแบบต่อเนื่อง สำหรับรายละเอียด เกี่ยวกับต้นทุนและความน่าเชื่อถือ

การผลิตและการควบคุมรูชุบ

กระบวนการผลิต S1000-2 ของ Highleap อาจรวมถึง การระบุวัสดุ การตรวจสอบการเรียงซ้อน การตรวจสอบ AOI ชั้นใน การปรับขนาดการลงทะเบียน การเคลือบแบบควบคุม การตรวจสอบการเจาะ การขจัดคราบ การเคลือบทองแดงแบบไร้ไฟฟ้า การชุบตามแบบ การตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ การตกแต่งพื้นผิว การกัดขึ้นรูป และการทดสอบทางไฟฟ้า

ควรพิจารณาถึงความเสี่ยงที่แท้จริงจากการตรวจชิ้นเนื้อด้วยกล้องจุลทรรศน์

คูปองตัวอย่างควรประกอบด้วยรูที่เจาะเสร็จแล้วขนาดเล็กที่สุด บริเวณทองแดงที่หนาที่สุด หรือโครงสร้างรูเชื่อมต่อที่สำคัญ การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์สามารถตรวจสอบความหนาของทองแดง สภาพของเรซิน การกำจัดคราบ และการจัดเรียงชั้นได้ แต่ไม่สามารถพิสูจน์อายุการใช้งานจริงได้ทั้งหมดด้วยตัวมันเอง

ความต้านทานต่อ CAF ยังคงขึ้นอยู่กับการออกแบบและกระบวนการผลิต

ผลการทดสอบการต้านทานการเกิดสนิม (CAF)ที่เผยแพร่แล้วสนับสนุนการเลือกใช้วัสดุ ความต้านทานสุดท้ายขึ้นอยู่กับระยะห่างของตัวนำ ความชื้น ไบแอส ความสะอาด ความเสียหายของรู และเงื่อนไขการรับรอง การทดสอบ CAF อย่างเป็นทางการควรระบุแรงดันไฟฟ้า ความชื้น อุณหภูมิ ระยะเวลา ตัวอย่าง และเกณฑ์ความล้มเหลว

หลักฐานการประกอบ การทดสอบ และการปล่อยใช้งาน

ค่าเผื่อความร้อนของ S1000-2 มีประโยชน์สำหรับการประกอบแบบไร้สารตะกั่ว แต่ประวัติความร้อนทั้งหมดควรได้รับการควบคุม BGA ขนาดใหญ่ ขั้วต่อแบบกดพอดี การบัดกรีแบบเลือกจุด และการซ่อมแซม สามารถสร้างความเครียดเฉพาะจุดได้ โปรไฟล์จะต้องได้รับการพัฒนาให้เหมาะสมกับมวลทองแดงและชุดชิ้นส่วนจริง

สำหรับชิ้นส่วนประกอบที่มีความน่าเชื่อถือสูง Highleap สามารถเสนอราคาสำหรับการตรวจสอบด้วย AOI, การตรวจสอบด้วยรังสี X (หากเหมาะสม), การเขียนโปรแกรม, การพัฒนาอุปกรณ์จับยึด และการทดสอบการทำงาน ขอบเขตงานที่แน่นอนจะต้องระบุไว้ในเอกสารขอเสนอราคา (RFQ)

ต้นทุนของการผลิตที่มีจำนวนชั้นสูงนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนกระบวนการ

การเพิ่มชั้นวัสดุไม่ได้แค่เพิ่มปริมาณการใช้ลามิเนตเท่านั้น แต่ยังเพิ่มขั้นตอนการสร้างภาพ การหาค่า AOI การจัดตำแหน่ง ความซับซ้อนของการเคลือบ การเจาะลึก การทดสอบ และการสูญเสียผลผลิตที่อาจเกิดขึ้น การเคลือบแบบต่อเนื่องยังเพิ่มรอบการกดและการเจาะซ้ำๆ ราคาที่คำนวณจากพื้นที่ของแผ่นวงจรคูณด้วยจำนวนชั้นเพียงอย่างเดียวจะไม่น่าเชื่อถือสำหรับโครงสร้าง S1000-2 ที่ต้องการความแม่นยำสูง

ตัวอย่าง: บอร์ดควบคุมเซิร์ฟเวอร์ 16 ชั้น

แผ่นวงจรพิมพ์ 16 ชั้น หนา 2.4 มม. ที่มีรูเชื่อมต่อขนาด 0.25 มม. มีความเสี่ยงที่แตกต่างจากแผ่นวงจรพิมพ์ 16 ชั้น หนา 1.6 มม. ที่มีรูขนาด 0.35 มม. แผ่นวงจรพิมพ์แรกมีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างสูงกว่า และอาจต้องการการควบคุมการเจาะ การกำจัดคราบ และการชุบที่เข้มงวดกว่า มาตรฐาน S1000-2 ช่วยเพิ่มระยะขอบความร้อน แต่ Highleap ยังคงต้องประเมินว่าควรเปลี่ยนรูปทรงของรูเชื่อมต่อหรือไม่ หรือโครงสร้างรูเชื่อมต่อแบบปิด (blind-via) จะเหมาะสมกว่าหรือไม่

ต้นแบบและการถ่ายโอนปริมาตร

โดยทั่วไปแล้ว การผลิตต้นแบบมักใช้แผงขนาดเล็กกว่าและต้องมีการตรวจสอบด้วยมือมากกว่า ในขณะที่การผลิตจำนวนมากจะใช้การจัดเรียงแผงที่เหมาะสมที่สุดและเครื่องมือที่เสถียร แผนการถ่ายโอนควรคงไว้ซึ่งแหล่งที่มาของวัสดุ การเรียงซ้อน รูปทรงความต้านทาน ข้อกำหนดของรู และเกณฑ์การตรวจสอบ การผลิตนำร่องสามารถยืนยันได้ว่าแผงที่ผลิตในปริมาณมากจะไม่ก่อให้เกิดความแปรผันในการลงทะเบียนหรือการชุบแบบใหม่

Highleap สามารถตอบกลับอะไรได้บ้างจากใบเสนอราคา

การตอบสนองทางวิศวกรรมอาจรวมถึงการเปรียบเทียบเบื้องต้นโดยพิจารณาจากอัตราส่วนด้าน การเปรียบเทียบวัสดุ ข้อเสนอการตรวจสอบ บันทึกเกี่ยวกับความเสี่ยงในการประกอบ และรายการข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการกำหนดราคาขั้นสุดท้าย จากนั้นผู้ซื้อสามารถตัดสินใจได้ว่าจะเปลี่ยนแปลงการออกแบบ ยอมรับหลักฐานที่เสนอ หรือเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น

โอกาสในการลดต้นทุนโดยไม่ลดความน่าเชื่อถือ

• กำหนดขนาดดอกสว่านให้เป็นมาตรฐานและลดจำนวนไมโครเวียที่ไม่จำเป็น
• เพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานแผงโซลาร์เซลล์โดยการปรับรางหรือวิธีการตัดแบ่ง
• ควรใช้การวัดค่าอิมพีแดนซ์เฉพาะกับรูปทรงเรขาคณิตที่สำคัญเท่านั้น
• แยกเอกสารบังคับออกจากรายงานที่ไม่บังคับ
• ตรวจสอบว่าแต่ละชั้นมีน้ำหนักทองแดงเท่ากันหรือไม่
• อนุมัติวัสดุที่มีคุณสมบัติทางเทคนิคเทียบเท่ากันผ่านกระบวนการควบคุมการเปลี่ยนแปลง เมื่อความเสี่ยงด้านการจัดหาเหมาะสม

ทางเลือก ต้นทุน และการจัดเตรียมเอกสารขอใบเสนอราคา (RFQ)

S1000-2 มีราคาสูงกว่า FR-4 ทั่วไป และอาจต้องมีการจัดหาแหล่งวัสดุเฉพาะ หรือต้องใช้ปริมาณวัสดุขั้นต่ำ ข้อดีทางเศรษฐกิจจะเห็นได้ชัดที่สุดเมื่อช่วยป้องกันความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือ หรือช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างที่วัสดุธรรมดาไม่สามารถรองรับได้

การตัดสินใจทางเลือก

• สำหรับแผงวงจรที่เรียบง่ายและมีการสัมผัสกับความร้อนในระดับปานกลาง ให้ใช้ S1141 หรือเกรดทั่วไปอื่นๆ
• ใช้ S1000-2M หรือแพลตฟอร์มที่มีจำนวนเลเยอร์สูงอื่นๆ เมื่อการออกแบบที่เผยแพร่ต้องการชุดคุณสมบัติเฉพาะของแพลตฟอร์มนั้นๆ
• ควรใช้วัสดุที่มีการสูญเสียต่ำเมื่อการลดทอนของสัญญาณในช่องสัญญาณเป็นข้อจำกัดหลัก
• เลือกใช้ตระกูลผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองจากอุตสาหกรรมยานยนต์ เมื่อข้อกำหนดของลูกค้าและลักษณะงานกำหนดไว้เช่นนั้น

อินพุตใบเสนอราคา

• ขนาดและปริมาณของแผ่นกระดาน
• จำนวนชั้นและความหนา
• ทองแดงแบบชั้น
• รูที่เจาะเสร็จแล้วที่เล็กที่สุด
• มองไม่เห็น/ถูกฝังอยู่ใต้โครงสร้าง
• ข้อกำหนดด้านอิมพีแดนซ์
• ประวัติความร้อนของการประกอบ
• คลาส IPC/ลูกค้า
• หลักฐานการตรวจสอบ
• ขอบเขตของ PCBA

ลำดับความสำคัญของการตรวจสอบการออกแบบก่อนการผลิตเครื่องมือ

ก่อนที่ Highleap จะปล่อยเครื่องมือออกมา การตรวจสอบที่มีมูลค่าสูงสุดมักจะเป็นการตรวจสอบอัตราส่วนความกว้างต่อความยาว วงแหวน การเว้นระยะห่างระหว่างรูเจาะกับทองแดง ความสมดุลของทองแดง ความพร้อมใช้งานของฉนวนไฟฟ้า รูปทรงของอิมพีแดนซ์ และลำดับความร้อนในการประกอบ การแก้ไขรายการเหล่านั้นก่อนการผลิตนั้นมีต้นทุนต่ำกว่าการพึ่งพาวัสดุเคลือบคุณภาพสูงเพื่อชดเชยความเสี่ยงในกระบวนการผลิตที่หลีกเลี่ยงได้

สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีจำนวนชั้นสูง ใบเสนอราคาควรระบุด้วยว่าชิ้นงานตัวอย่างแรกนั้นรวมถึงข้อมูลความต้านทานไฟฟ้า ภาพตัดขวางขนาดเล็ก และรายงานขนาดหรือไม่ เอกสารเหล่านี้จะสร้างเกณฑ์การอนุมัติที่วัดผลได้ก่อนที่ลูกค้าจะตัดสินใจสั่งซื้อในปริมาณมาก

คำถามที่พบบ่อยสำหรับผู้ซื้อ S1000-2

S1000-2 เหมาะสำหรับแผงวงจรที่มีจำนวนเลเยอร์สูงหรือไม่?

เป็นวัสดุที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ มักถูกนำมาพิจารณาสำหรับการใช้งานในโครงสร้างหลายชั้นที่ต้องการประสิทธิภาพสูง ความเหมาะสมยังคงขึ้นอยู่กับความหนาที่แน่นอน รูพรุน ปริมาณทองแดง และโครงสร้างการอัดขึ้นรูป

S1000-2 ป้องกันการแตกร้าวได้หรือไม่?

ไม่มีวัสดุใดป้องกันความล้มเหลวได้เพียงลำพัง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำช่วยเพิ่มโอกาส แต่คุณภาพของดอกสว่าน การชุบผิว และประวัติความร้อนยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

S1000-2 เป็นวัสดุที่มีการสูญเสียต่ำหรือไม่?

Shengyi จัดลำดับความสำคัญโดยเน้นความน่าเชื่อถือทางความร้อนมากกว่าหมวดหมู่ความเร็วสูงที่มีค่า Df ต่ำ ควรใช้การวิเคราะห์งบประมาณการสูญเสียสำหรับช่องสัญญาณความเร็วสูง

Highleap สามารถให้ใบเสนอราคาจากไฟล์ที่ไม่สมบูรณ์ได้หรือไม่?

ใช่แล้ว รูปทรงเรขาคณิตพื้นฐาน ชั้น ความหนา รูเจาะ ปริมาณทองแดง จำนวน และขอบเขตการให้บริการ ก็เพียงพอสำหรับการตรวจสอบเบื้องต้นแล้ว

ข้อมูลอ้างอิงหลัก:ข้อมูลผลิตภัณฑ์ Shengyi S1000-2 ตัวเลขจากผู้ผลิตเป็นค่าอ้างอิงโดยทั่วไป โปรดใช้เอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ฉบับปัจจุบันและโครงสร้างที่ได้รับการอนุมัติสำหรับข้อกำหนดในการผลิต