10-шарова інженерія друкованих плат HDI для мікроперехідних отворів та BGA Escape
Рисунок 1. Інженерія 10-шарової друкованої плати HDI для мікроперехідних отворів та виходу BGA.
Зміст
- Коли 10-шаровій платі дійсно потрібен HDI
- Як читати та вибирати 1+8+1, 2+6+2 та 3+4+3
- Геометрія мікровідверстий, контактні площадки захоплення та відверстия в контактній площадкі
- Мікровідрізи, що складаються в шаховому порядку, та пропущені
- Послідовне ламінування та процес HDI
- Планування втечі BGA за допомогою карти Pitch та Pin Map
- Матеріали, імпеданс та цілісність сигналу
- Кваліфікація, випробування на надійність та перевірка виробництва
- Вартість, чинники, що впливають на час виконання, та пакет цінової пропозиції
- Контрольний список випуску HDI перед виготовленням
10-шарова друкована плата HDI визначається не лише десятьма мідними шарами або дрібним кроком BGA. Це десятишарова друкована плата, яка використовує одну або декілька технік високощільного з'єднання – зазвичай лазерно-свердлені мікропереходи, сліпі або закопані з'єднання, перехідні отвори в контактній площадкі, послідовне нарощування, дрібну геометрію провідників або їх комбінацію – для створення каналів трасування, які звичайна конструкція з наскрізними отворами не може забезпечити в межах доступної площі плати. Тому надійний дизайн HDI починається з проблеми трасування та надійності, а не з модного позначення нарощування.
Компанія Highleap Electronics виробляє звичайні та багатошарові плати HDI та перевіряє повну архітектуру міжз'єднань перед випуском стекапу. Огляд має пов'язувати чотири рішення, які часто розглядаються окремо: стратегія виходу з корпусу, кількість рівнів нарощування, конструкція матеріалу та діелектрика, а також план кваліфікації. Специфічний для проекту. Огляд DFM та стекапу є відповідним моментом для підтвердження цих рішень. Загальна інформація про завод доступна на Сторінка виробництва друкованих плат HDI, тоді як ця стаття зосереджена на десятишарових інженерних рішеннях.
Коли 10-шаровій платі дійсно потрібен HDI
HDI виправданий, коли він вирішує вимірюване обмеження щільності, електричних, механічних або надійних характеристик. Його не слід додавати лише тому, що продукт містить 0.5-мм BGA, використовує швидкий інтерфейс або описується як преміальний дизайн. Деякі 0.5-мм корпуси мають значні шаблони зменшення популяції та можуть бути вирішені за допомогою одного рівня мікроперехідного отвору. Інші корпуси з тим самим кроком мають повні кулькові поля, кілька доменів живлення та багато високошвидкісних пар, і можуть вимагати двох рівнів нарощування або різної кількості шарів. Карта розташування виводів корпусу має значення щонайменше так само, як і номінальний крок.
Типові причини використання HDI на десятишаровій платі
- Ескейпування пакета: Внутрішні ряди BGA неможливо досягти за допомогою доступної геометрії контактних площадок наскрізного отвору та антиколодок.
- Відновлення каналу маршрутизації: Великі поля наскрізних отворів займають забагато місця на кількох шарах і блокують площини живлення або опорні площини.
- Коротші вертикальні переходи: Сліпі мікровідкриття можуть зменшити непотрібну довжину відкриття та паразитну індуктивність, коли цільовий сигнальний шар знаходиться близько до сторони компонента.
- Розміщення переходних отворів у контактній площадкі: Для збереження щільності розгалуження безпосередньо в місці розташування компонента потрібен заповнений та спланований мікровідвід.
- Компактна механічна оболонка: Контур плати не може зростати, а додаткові шари трасування створять неприйнятні обмеження товщини, вартості або співвідношення сторін.
- Розділений з'єднувальний елемент: Вибрані райони потребують ІРЛР, тоді як регіони з нижчою щільністю можуть залишатися традиційними, що дозволяє побудову з частковим ІРЛР, а не з використанням усіх шарів.
Випадки, коли ІРЛР може бути не найкращою першою відповіддю
Якщо перевантаження спричинене поганою орієнтацією компонентів, непотрібними змінами шарів, надмірно великими антиконтактними майданчиками, надмірними виходами або неефективною стратегією розташування виводів живлення, додавання мікроперехідних отворів може приховати проблему компонування, а не вирішити її. Незначне збільшення контуру плати, зміна опції зменшення кількості контактів BGA, переміщення однієї групи сигналів на іншу сторону або використання дванадцятишарової звичайної плати може мати менший ризик, ніж примусове використання складного десятишарового нарощування HDI. Під час огляду проекту слід порівняти ці альтернативи, перш ніж буде визначено клас виготовлення.
| Спостережуване обмеження | Перше інженерне питання | Можлива відповідь |
|---|---|---|
| Внутрішні рядки BGA не можуть бути виведені з ладу | Чи спричинена блокування геометрією місцевості, полем чи розподілом шарів? | Перехідні майданчики, один або декілька рівнів нарощування, переглянутий варіант розгалуження або інший варіант корпусу |
| Опорні площини сильно перфоровані | Чи можна обмежити наскрізні отвори шарами, які вони фактично з'єднують? | Сліпі мікровідкритті, приховані відкритті, переглянуті переходи шарів або більше шарів трасування |
| Високошвидкісна пара має надмірну кількість перехідних відгалужень | Чи краще обслуговувати канал: сліпий перехідний отвір, зворотне свердління чи відсутність зміни шару? | Виберіть перехід з найменшим ризиком після моделювання каналу |
| Дошка вже досягла граничної товщини | Чи порушать додані шари механічні обмеження або обмеження співвідношення сторін? | Використовуйте HDI вибірково, зменшуйте товщину діелектрика лише там, де це безпечно, або переглядайте корпус |
| Перевантажена лише одна зона пристрою | Чи потрібна однакова нарощування для всієї плати? | Розгляньте часткове HDI або локалізоване розгалуження, а не конструкцію з будь-яким шаром |
Як читати та вибирати 1+8+1, 2+6+2 та 3+4+3
У загальноприйнятому симетричному записі А+Б+АКожна літера «А» – це кількість нарощених шарів міді, доданих зовні центрального вузла шару «B». Ці числа додаються до загальної кількості шарів міді. Таким чином, 1+8+1, 2+6+2 та 3+4+3 – це всі десятишарові конструкції. Ця нотація сама по собі не визначає кожне з'єднання переходних отворів, точну кількість операцій пресування, функції шарів або те, чи містить центральний вузол приховані переходні отвори. Ці деталі належать до виробничого креслення та затвердженого комплекту.
| будівництво | Типові мікровідкритті суміжного шару | Послідовність основних прес-релізів | Де це підходить | Основний ризик для перегляду |
|---|---|---|---|---|
| 1 + + 8 1 | L1-L2 та L10-L9 | Центральний 8-шаровий вузол, потім один зовнішній прес для нарощування; може знадобитися додаткове субламінування, якщо центр містить закопані переходні отвори | Помірна щільність витоків, неглибокі переходи на стороні компонентів, обмежені вимоги до переходних отворів у контактній площадкі | Чи забезпечує один рівень мікровідвідів достатньо каналів трасування для фактичної карти виводів |
| 2 + + 6 2 | L1-L2, L2-L3 та дзеркальні з'єднання знизу | Центральний 6-шаровий підвузол, перший наплавлювальний прес, потім другий наплавлювальний прес | Щільні корпуси класу 0.5 мм, дворівневі глухі переходи, кероване розгалуження з обох боків | Стекові інтерфейси, кумулятивна реєстрація та взаємодія з мідними обгортками |
| 3 + + 4 3 | Три суміжні рівні нарощування з кожного боку | Центральний 4-шаровий підвузол плюс три послідовні преси для нарощування | Дуже щільний втечу, де очевидно потрібні три глибини трасування | Вихідність, розмірне переміщення, багаторазовий термічний вплив та надійність багатошарових мікровідокремнених отворів |
| Асиметричний або частковий ІРЛ | Визначено лише там, де це необхідно | Специфічний для проекту | Односторонні поля компонентів високої щільності або механічно обмежені вироби | Вигин, скручування та незбалансований розподіл міді/смоли |
Не вибирайте нарощування лише з кроку BGA
Рішення щодо нарощування має бути прийняте на основі завершеного дослідження виходу. Як мінімум, це дослідження повинно показувати кількість сигнальних рядків, які повинні залишити корпус, розміщення виводів живлення та землі, міжпарну відстань, безперервність опорної площини, передбачуваний напрямок розгалуження на кожному сигнальному шарі та кількість доступних маршрутів між сусідніми контактними майданчиками або виводами. Плата 2+6+2 не є автоматично «кращою» за 1+8+1; це виправдано лише тоді, коли другий рівень нарощування створює доступ до маршрутизації, який перший рівень не може забезпечити.
З'єднання будь-якого рівня – це окреме рішення
Будь-шаровий HDI зазвичай використовує заповнені мікропереходи для з'єднання послідовних пар шарів по всій структурі. Це забезпечує максимальну гнучкість вертикальної трасування, але також створює більше заповнених інтерфейсів, більше циклів процесу та більше можливостей для реєстрації або дефектів на межі поверхні. Його не слід використовувати як заміну за замовчуванням для завершення архітектури втечі. Коли потрібен будь-який шар, креслення повинно вказувати дозволені стеки перехідних отворів, заборонені висоти стеків, правила пропуску перехідних отворів та транспортний засіб для випробування надійності.
Геометрія мікровідверстий, контактні площадки захоплення та відверстия в контактній площадкі
Правила щодо мікровідвідних отворів необхідно узгодити з виробником відповідно до фактичної товщини діелектрика, лазерної системи, обробки фольги, процесу заповнення міддю та можливостей реєстрації. Універсальне правило «відвідний отвір 75 мкм з контактною площадкою 225 мкм» не є безпечним для кожного ламінату або кожного рівня нарощування. Один і той самий номінальний отвір лазера може створювати різні умови входу, середньої стінки та контактної площадки, коли змінюється система смоли, тип скла або мідна фольга.
Параметри, що враховуються в огляді проекту HDI
- Лазерне розкриття та готова геометрія: Вкажіть, чи є розмір отвором художнього твору, номінальним вхідним діаметром, кінцевим верхнім діаметром чи мінімальним цільовим діаметром.
- Товщина діелектрика: використовуйте товщину пресованого діелектрика в місці розташування мікровідкриття, а не значення з каталогу непресованого препрегу.
- Співвідношення сторін: Виробник повинен підтвердити своє кваліфіковане співвідношення глибини до діаметра. Консервативний дизайн зазвичай уникає створення переходного отвору глибше, ніж його ефективний діаметр.
- Захоплення землі: визначте його розмір на основі діаметра лазера, необхідної кільцевої поверхні, бюджету на реєстрацію та можливостей процесу нанесення цільової площадки.
- Антиколодка: визначити його з електричного зазору, взаємодії поля імпедансу та реєстрації виготовлення; це не фіксоване продовження контактної площадки захоплення.
- Мідна заливка: визначити метод заповнення, допустиме заглиблення або опуклість, вимоги до планаризації та чи буде перехідний отвір підтримувати інший мікровідвід або контактну площадку компонента.
- Поверхнева мідь після заливки: Перевірте, чи збільшують обгортання та заливне покриття зовнішній шар або накопичення міді за межами вікна тонкого травлення.
Практичне стартове вікно, а не правило відпуску
Багато конструкцій HDI для виробництва використовують лазерні мікровідкритті діаметром приблизно 75-125 мкм з пресованими діелектриками товщиною приблизно 50-100 мкм. Ці значення корисні для досліджень на ранніх етапах розміщення, але вони не є дозволом на виготовлення. Конструкція поблизу краю цього вікна може стати непридатною для виробництва після вибору фактичної скляної конструкції, вмісту смоли, цільової міді та готової міді. Затверджене накладання та відповідь DFM повинні перевизначати загальні значення бібліотеки.
Перехідний з'єднувач у контактній площадкі, заповнений перехідний з'єднувач та закритий перехідний з'єднувальний ...
Перехідний отвір, розміщений всередині площадки компонента, зазвичай потребує заповнення та планаризації, щоб припій не стікав у отвір, а монтажна площадка залишалася плоскою. Для мікровідвідного отвору HDI зазвичай використовується мідне заповнення, коли відвідний отвір підтримує контактну площадку BGA або інший багатошаровий мікровідвідний отвір. Механічний перехідний отвір, заповнений смолою та покритий міддю, – це інша структура з різними міркуваннями щодо обробки та надійності. У примітках до виготовлення слід вказати тип перехідного отвору, матеріал заповнення, вимоги до кришки, допустиме заглиблення поверхні та метод контролю.
Безземельні або надмалі споруди потребують окремої кваліфікації
Конструкції, що мінімізують або виключають традиційні ділянки захоплення, використовують дуже тонкі адитивні провідники або працюють у геометрії, подібній до підкладки, не повинні представлятися як рутинне розширення стандартного субтрактивного HDI. Вони вимагають специфічного для процесу аналізу можливостей, спеціальних правил художнього оформлення, критеріїв перевірки та узгодженого виробничого шляху. Десятишаровий підрахунок не робить структуру SLP автоматично доступною.
Рисунок 2. Мікровідвідні отвори та структура нарощування 10-шарової друкованої плати HDI.
Мікровідрізи, що складаються в шаховому порядку, та пропущені
Мікровідкриті отвори в шаховому порядку
Мікровідвідні отвори, розташовані в шаховому порядку, зміщені на послідовних рівнях нарощування та з'єднані коротким сегментом провідника на проміжному шарі. Вони займають більше площі трасування, ніж вертикальний стек, але дозволяють уникнути розміщення кожного інтерфейсу на одній осі та зазвичай спрощують заповнення міддю. Там, де геометрія корпусу дозволяє зміщення без порушення виходу сигналу або безперервності площини, ступінчасті структури часто є менш ризикованою відправною точкою.
Багатошарові мікровідкритті
Багатошарові мікровідверстия розміщують послідовно заповнені відверстия на одній осі. Вони зберігають найменшу площу вертикальних з'єднань і можуть бути необхідними для щільних корпусів з повною сіткою. Їхня надійність залежить не лише від діаметра відверстий: важливі підготовка контактної площадки, якість мідного заповнення, чистота інтерфейсу, структура покриття, багаторазове ламінування та кількість багатошарових рівнів. Досвід галузі виявив приховані пошкодження міжфазної поверхні в деяких багатошарових конструкціях, тому проектування не повинно розглядати візуально прийнятний мікрошліф як єдиний доказ надійності.
Пропустити мікровідкриттів
Пропущений мікроотвір проходить через більше ніж один діелектричний шар, щоб досягти несуміжної цілі. Це не просто глибша версія отвору суміжного шару. Лазер повинен видалити кілька структур зі смоли/скла, зберігаючи цілісність контактної площадки цілі, а збільшена глибина може звузити вікно кваліфікованого процесу. Пропущені мікроотвіри слід використовувати лише тоді, коли виробник кваліфікував точну комбінацію діелектриків, глибину, отвір та структуру цілі. На кресленні має бути зазначено, чи дозволені пропущені мікроотвіри; вони не повинні з'являтися непрямо.
Гібридні конструкції
На платі можуть використовуватися розташовані в шаховому порядку мікроперехідні отвори в більшості місць, багатошарові пари лише там, де цього вимагає трасування, приховані механічні перехідні отвори в центральному вузлі та наскрізні отвори для роз'ємів. Така змішана архітектура часто є більш економічною та надійною, ніж нав'язливе використання одного типу перехідних отворів по всій конструкції. Однак вона вимагає карти перехідних отворів, яка чітко ідентифікує початковий та кінцевий шари та запобігає випадковому об'єднанню на некваліфікованих інтерфейсах.
| Через структуру | Перевага щільності | Навантаження процесу | Умова випуску |
|---|---|---|---|
| Однорівневий мікровідвід | Створює неглибокий розгалужувач та звільняє внутрішні канали трасування | Найнижча складність ІРЛ | Підтвердьте геометрію лазера, вимоги до посадки та заповнення |
| Ступінчастий багаторівневий | Досягає глибших шарів завдяки зміщеному фрезеруванню | Більша площа шару, але уникає безперервного вертикального стеку | Перевірте простір зміщення та маршрутизацію проміжного шару |
| Багаторівневі багатошарові | Максимальна щільність на ділянці переходного отвору | Мідне заповнення, планаризація та контроль інтерфейсу на кожному рівні | Кваліфікована висота стеку, купон та план пакування/надійності |
| Пропустити мікропрозоре вікно | Обходить проміжний шар | Вузьке вікно процесу лазерного та гальванічного покриття | Точна конструкція повинна бути кваліфікована виробником |
Послідовне ламінування та процес HDI
Послідовне нарощування – це повторюваний виробничий цикл, а не одне ламінування з подальшим лазерним свердлінням. Кожна щойно додана пара діелектрик/мідь має бути ламінована, зареєстрована, візуалізована за потреби, просвердлена лазером, очищена, металізована та – коли над нею буде встановлено ще один мікровідвід – заповнена та планаризована, перш ніж додавати наступний рівень нарощування.
Репрезентативний потік 2+6+2
- Зберіть центральну підвузол з шести шарів. Внутрішні шари візуалізуються, протравлюються та перевіряються. Якщо центр містить приховані перехідні отвори, може знадобитися свердління, металізація та додаткове субламінування, перш ніж центр буде завершено.
- Додайте першу пару нарощування. Діелектрики та мідь для L2 та L9 ламіновані до центру. Компенсація реєстрації базується на виміряному русі від центрального підвузла.
- Створіть мікровідкритті першого рівня. Лазерно просвердліть L2-L3 та L9-L8, потім очистіть, металізуйте та нанесіть пластину або заповніть їх відповідно до архітектури наступного рівня.
- Додайте другу пару нарощування. Заламінуйте L1 та L10 на підготовлені поверхні.
- Створіть зовнішні мікровідкритті. Лазерне свердління L1-L2 та L10-L9. Завершити заповненням/планаризацією там, де це необхідно для посадки компонента.
- Сформуйте решту наскрізних або контрольованих глибинних отворів. Механічне свердління, видалення плям та обробка наскрізних отворів виконуються послідовно для збереження затвердженої структури міді.
- Виконайте операції з нанесення зовнішнього шару, маски, обробки, профілювання та тестування.
У цьому прикладі розглядається прес для центрального підскладального вузла плюс два наплавлювальні преси. Назва його «двотактною» або «тритактною» платою без визначення, чи враховується центральний прес, створює плутанину в закупівлях та інженерному проектуванні. У кошторисі та консультанті повинні бути зазначені фактична послідовність процесу, а не покладатися на скорочення.
Що змінює повторне ламінування
- Вимірний рух накопичується. Масштабування ілюстрації та компенсація свердління повинні базуватися на системі матеріалів, орієнтації панелі та виміряній історії процесу.
- Потік смоли стає більш обмеженим. Заповнені мідні елементи, площинна щільність та локальний дисбаланс міді можуть призвести до дефіциту смоли або нерівномірної товщини діелектрика.
- Поверхнева мідь може накопичуватися. Повторне обгортання, заповнення та покриття панелей покриттям може зменшити здатність до травлення тонких зовнішніх або наростаючих провідників.
- Теплова історія збільшується. Вибір матеріалу повинен враховувати придатність для пресування та складання, але сама лише температура розкладання не визначає його придатність.
- Бюджети реєстрації скорочуються. Найглибший стек залежить від кількох незалежно зареєстрованих зображень, лазерних діаграм та цільових контактних поверхонь.
Повна послідовність виготовлення пояснюється в Керівництво з виробництва 10-шарової друкованої платиМета креслення HDI полягає в тому, щоб зробити процес однозначним: кожен перехідний отвір повинен мати початковий шар, кінцевий шар, умову заповнення та дозволене відношення до перехідних отворів вище та нижче нього.
Рисунок 3. Планування втечі BGA за допомогою карти кроку та пін-коду
Планування втечі BGA за допомогою карти Pitch та Pin Map
Крок між виводами корпусу є корисним параметром скринінгу, але він не може сам по собі передбачити необхідне нарощування. Остаточний вихід залежить від діаметра контактної площадки, стратегії паяльної маски, зменшення кількості кульок, кількості рядів, розподілу живлення/землі, вимог до диференціальних пар, допустимого згинання, доступних сигнальних шарів та того, чи можуть маршрути проходити між контактними площадками або контактними площадками захоплення мікровідвід.
Крок 0.8 мм
Багато 0.8-мм BGA можна розфасувати за допомогою звичайного розгалуження типу "dogbone" та механічно просвердлених переходних отворів, особливо коли корпус не є повноцінною сіткою. HDI все ще може бути корисним для зменшення блокування наскрізних отворів, збереження опорних площин або скорочення вибраних високошвидкісних переходів, але не слід вважати це необхідним.
Крок 0.65 мм
При ширині 0.65 мм можливі як звичайні, так і HDI-рішення. Архітектура 1+8+1 з контактними площадками може спростити розгалуження, але вибір залежить від того, чи можна досягти внутрішніх рядів, не порушуючи вимог до кільцевого кільця, паяльної маски або каналу трасування. Схема підключення живлення часто визначає успіх більше, ніж кількість сигналів.
Крок 0.5 мм
Повнорозмірна BGA-матриця розміром 0.5 мм часто виграє від використання мікропереходів у контактній площадкі. Одного рівня нарощування може бути достатньо для малозаповненого корпусу або невеликої кількості рядків; щільна повна матриця може вимагати двох рівнів або перегляду розподілу шарів. Небезпечно обіцяти, що кожен 16-рядковий корпус можна буде екранувати за допомогою схеми 2+6+2 без перегляду карти виводів, класів пар та розподілу живлення.
Крок 0.4 мм
При кроці 0.4 мм геометрія захоплення майданчика, визначення паяльної маски, вирівнювання «шийки» та планаризація мідного заповнення стають критичними. Багаторівневий HDI є поширеним явищем, але 3+4+3 не є автоматично обов'язковим. Деякі корпуси можна вивести за допомогою двох рівнів нарощування та ретельного видалення популяції; інші вимагають будь-якого шару, тонших провідників або процесу, подібного до підкладки. Маршрут виробництва має бути підтверджений до заморожування схеми захоплення майданчика та бібліотеки перехідних отворів.
Крок менше 0.4 мм
Корпуси розміром менше 0.4 мм можуть призвести до переходу від традиційного субтрактивного HDI до модифікованого напівадитивного або підложкоподібного виготовлення. Цей перехід впливає на форму провідника, товщину міді, контроль, реєстрацію паяльної маски, формат панелі та кваліфікацію постачальника. Його слід розглядати як окремий клас процесу, а не рекламувати як звичайний варіант «менших мікровідвірок».
Що має показати дослідження втечі
- пошарове креслення розгалуження для квадранта найщільнішої упаковки;
- бібліотека мікровідвідного отвору та ділянки захоплення, пов'язана із запропонованим стеком;
- кількість використовуваних каналів маршрутизації на шар;
- розподіл потужності та землі, включаючи вплив протилежної зони на літаках;
- ідентифікація опорної площини для кожного високошвидкісного маршруту;
- найглибше необхідне глухе з'єднання та будь-які неминучі переходні стеки;
- перелік припущень, які потребують схвалення виробника.
Матеріали, імпеданс та цілісність сигналу
Вибір матеріалу HDI – це комбінований процес, рішення, що враховує надійність та електричні характеристики. Низький коефіцієнт дисипації не робить ламінат автоматично придатним для послідовного нарощування, а висока температура розкладання не гарантує автоматично надійності мікровідкриттів. Точна конструкція серцевини та препрегу, обробка мідною фольгою, текучість смоли, стабільність розмірів, відгук лазера та кваліфікований рецепт пресування – все це має значення.
Матеріальні питання для десятишарового HDI-стекапу
- Чи доступний обраний препрег у скляному вигляді та з таким вмістом смоли, що забезпечує необхідну товщину пресованого діелектрика?
- Чи охарактеризував виробник розмірне переміщення через запропоновану кількість наплавлювальних пресів?
- Чи лазерна система смоли свердлить та видаляє плями чисто на заданій глибині мікровідкриттів?
- Чи може процес заливання міддю відповідати вимогам планарності без створення надмірного поверхневого вмісту міді?
- Чи схвалено ламінат для передбачуваного профілю оплавлення при складанні та будь-якого впливу повторної обробки?
- Чи доступні для високошвидкісних каналів розрахункові значення Dk, Df та шорсткості міді для фактичних конструкцій, а не лише заголовок технічного опису на рівні групи?
Високопродуктивні сімейства, такі як Panasonic MEGTRON, Isola I-Tera або Tachyon, а також матеріали серії Rogers RO4000, покривають різні електричні та технологічні потреби. Їх не слід оголошувати взаємозамінними лише тому, що їхні номінальні значення Dk або Df здаються близькими. Заміна може змінити імпеданс, втрати, що вносяться, поведінку скляного плетіння, товщину пресування, реакцію свердла та рух шарування. Альтернативні матеріали повинні контролюватися за допомогою затвердженого списку або письмового дозволу замовника після перерахунку стека.
Контрольований імпеданс в області HDI
Тонкі провідники поблизу полів мікровідкриттів чутливі до обробленої міді, товщини діелектрика, маски паяння, отворів у локальній площині та форми травлення. Модель імпедансу повинна використовувати фактично запропоноване накладання елементів та включати вузький сегмент «шийка вниз», де він є електрично значущим. Загальне бібліотечне значення, таке як «лінія 3 міл дорівнює 50 Ом», не можна переносити між матеріальними системами або мідними ваговими елементами.
Пакет виготовлення повинен визначати кожен клас імпедансу за шаром, геометрією, опорною площиною, цільовим елементом та допуском. Потім постачальник повертає ширину виробничої лінії та діелектричну конструкцію для затвердження. Перевірка TDR повинна відповідати документації закупівлі та відповідному дизайну купона; кількість та розміщення купонів є узгодженими вимогами, а не автоматично «один на половину панелі» або «один на чверть панелі». Більш детальна інформація доступна в посібник з інженерії з контролю імпедансу.
Мікровідкриття не усувають необхідності в аналізі переходів
Коротший сліпий перехідний отвір зазвичай має менше невикористаних шлейфів, ніж наскрізний, але перехід все ще включає ємність контактних площадок, розрив антиконтактних площадок, геометрію зворотного шляху та, можливо, зміну опорної площини. Високошвидкісні канали слід оцінювати як повноцінні міжз'єднання. У деяких випадках наскрізний отвір із зворотним просвердленням кращий за високий стек мікровідвірок; в інших випадках неглибокий мікровідвірок є більш чистим рішенням. Вибір повинен базуватися на аналізі каналу та надійності, а не на правилі, що HDI завжди електрично кращий.
Рисунок 4. 10-шарова структура друкованої плати HDI
Кваліфікація, випробування на надійність та перевірка виробництва
Стандарт IPC-6016 не слід визначати як поточний стандарт приймання для плат HDI. Його було скасовано, а відповідні вимоги до HDI були перенесені до відповідних специфікацій продукту. Для жорсткої десятишарової плати HDI основною специфікацією експлуатаційних характеристик зазвичай є IPC-6012 у редакції та класі, зазначених у документах закупівлі. Гнучкі та жорстко-гнучкі конструкції HDI розглядаються в IPC-6013; високочастотні плати можуть використовувати IPC-6018, коли це застосовно. IPC-A-600 забезпечує візуальну інтерпретацію умов приймання, але не замінює керівну специфікацію експлуатаційних характеристик.
Чому для багатошарових мікровідкриттів потрібно більше, ніж звичайний мікрозріз
Полірований поперечний переріз досліджує дуже невелику частину структури переходного отвору та може не виявити слабкий інтерфейс, який відкривається лише після багаторазового оплавлення або термоциклування. Для виробів з кількома рівнями, що укладаються один на одного, високим рівнем складання або важкими умовами експлуатації, план кваліфікації повинен поєднувати структурну перевірку з електрично контрольованим випробувальним транспортним засобом. Точний купон, попередня підготовка, кількість циклів, температура та поріг відмови повинні бути визначені специфікацією замовника або узгоджені з виробником.
Корисні інструменти для кваліфікації та прийняття
- Моделювання конвекційного оплавлення: використовується для піддавання плати або купона певному профілю оплавлення перед структурною або електричною оцінкою.
- Термоциклування, індуковане постійним струмом: електрично нагріває випробувальний талон для ланцюжкового з'єднання та контролює зміну опору протягом багаторазових циклів.
- Термічний шок або циклічне перегрівання в камері: використовується, коли специфікація продукту вимагає переходів навколишнього середовища, що відображають умови експлуатації.
- Аналіз мікрошліфів: оцінює стан контактної площадки мішені, якість заповнення, структуру покриття, суміщення, діелектричну цілісність та ознаки розшарування або розтріскування.
- AOI та лазерна інспекція: перевіряє дефекти художнього оформлення, вирівнювання мішеней та геометрію отворів на відповідних етапах виробництва.
- Електричний тест: перевіряє цілісність та ізоляцію готової плати відповідно до специфікації закупівлі.
- Запис на розгляд: перевіряє купони з контрольованим імпедансом, коли вказано контроль імпедансу.
Кваліфікаційні записи, записи про приймання партії та відвантаження відрізняються
Кваліфікація можливостей постачальника може періодично проводитися на репрезентативній конструкції. Випробування першої одиниці може знадобитися, коли вводиться новий стек, матеріал або стек переходних отворів. Приймання виробничої партії може здійснюватися за допомогою купонів або зразків, визначених у чинній специфікації та документації закупівлі. Записи про відвантаження – це звіти, фактично доставлені разом із платами. Ці три рівні не слід зводити до твердження, що кожна плата або кожна панель проходить усі випробування на надійність.
| Запис або тест | Типове призначення | Коли це вимагати |
|---|---|---|
| Сертифікат штабелювання та матеріалу | Підтверджує затверджені матеріали, конструкції та простежуваність партії | Контрольовані матеріали, високошвидкісні, регульовані або кваліфіковані клієнтом продукти |
| Звіт про мікрозріз | Документи за допомогою та шарами структурної цілісності на репрезентативному купоні | Перша стаття, визначені виробничі партії, висока надійність або складні в'язкі конструкції |
| Дані паяння/термоциклування | Оцінює стабільність міжз'єднань після заданого напруження | Багатошарові мікровідкритті, серйозні навантаження на складання або вимоги до надійності, характерні для конкретного продукту |
| Звіт TDR | Перевіряє імпеданс купона відповідно до заданих класів | Замовлення з контрольованим імпедансом |
| Сертифікат про електровипробування | Підтверджує перевірку цілісності/ізоляції готових плат | Зазвичай потрібно для багатошарового виробництва |
Вартість, чинники, що впливають на час виконання, та пакет цінової пропозиції
Вартість HDI залежить від циклів процесу та ризику врожайності, а не від універсальної надбавки, пов'язаної з назвою конструкції. Дві номінально ідентичні плати 2+6+2 можуть мати дуже різну цінову пропозицію, якщо одна використовує розташовані в шаховому порядку мікроперехідні отвори 100 мкм на стандартній панелі, а інша використовує багатошарові перехідні отвори в контактній площадкі, надтонкі лінії, матеріал з низькими втратами, чітку реєстрацію та обширну кваліфікаційну документацію.
Найбільші чинники, що впливають на витрати та графік
- кількість етапів нарощування та субламінування через прихований шар;
- кількість мікровідвідних отворів у стопці та в шаховому порядку, а також максимальна висота стопки;
- мідне заповнення, планаризація та допустиме заглиблення поверхні;
- мінімальна ширина/відстань між провідниками після необхідної послідовності нанесення покриття;
- наявність матеріалів, розмір панелі та історія стабільності розмірів;
- товщина готової конструкції, співвідношення сторін наскрізного отвору та технології змішаних переходних отворів;
- класи імпедансу та вимоги до купонів;
- клас продукту, кваліфікація першого виробу та необхідні звіти;
- розмір плати, конструкція масиву, використання панелі та прогнозована прибутковість;
- кількість, розподіл доставки та чи є технічно доступним прискорений маршрут.
Оскільки ці вхідні дані взаємодіють, у статті не публікуються фіксовані відсотки або гарантовані дні створення прототипів. Вартість 10-шарової друкованої плати пояснює, як порівнювати цінові пропозиції, не плутаючи ціну матеріалу, технологічну ідентифікацію якості (NRE), випробувальне обладнання та логістику.
Файли, необхідні для розрахунку HDI інженерного рівня
- Дані виготовлення Gerber X2, ODB++ або IPC-2581;
- Дані свердління/фрезерування з ЧПУ з таблицею шарів початку/зупинки для кожного глухого, заглибленого та лазерного переходу;
- виробниче креслення з зазначенням кінцевої товщини, міді, ступеня обробки, класу та допусків на розміри;
- запропоноване складання елементів або дозвіл виробнику на його розробку;
- таблиця імпедансу, що містить шар, геометрію, опорну площину, ціль та допуск;
- Дані BGA або зображення розгалуження для найщільніших корпусів;
- обмеження щодо матеріалів та політика заміни;
- вимоги до заповнення міжперехідних отворів, обмеження та планарності;
- вимоги до кваліфікації, купонів, перевірок та звітів;
- кількість, графік поставок, переваги панелі/масиву та профіль складання, коли надійність залежить від витримки паянням.
Надішліть 10-шарову друковану плату HDI для DFM та надішліть цінову пропозицію
Контрольний список випуску HDI перед виготовленням
Проект HDI готовий до розцінки лише тоді, коли позначення нарощування, карта переходів та спосіб трасування описують однакову фізичну конструкцію. У пакеті випуску має бути показано кожен глухий, закопаний та наскрізний проміжок переходів; визначено, які мікропереходи розташовані один над одним, в шаховому порядку, пропущені або встановлені в контактній площадкі; а також зазначено необхідні умови заповнення, планаризації та ковпачка. Дослідження виходу корпусу повинно демонструвати, чому потрібен кожен рівень нарощування, а не використовувати крок корпусу як єдине правило прийняття рішення.
- Зафіксуйте центральний підвузол, порядок нарощування та фактичну послідовність ламінування.
- Підтвердіть діаметр лазерного отвору, товщину діелектрика, діелектричну зону захоплення, цільову зону та співвідношення сторін як одну кваліфіковану геометрію.
- Визначте стеки мікровідверстий, які потребують кваліфікації надійності, специфічної для конструкції.
- Поверніть виробничий стек та геометрію імпедансу для затвердження, перш ніж буде опубліковано зміни в ілюстраційному матеріалі.
- Визначте структури купонів, частоту вибірки, критерії приймання та надані звіти в документах закупівлі.
- Окрема кваліфікація процесу постачальника, кваліфікація першого виробу та приймання стандартної партії; це не та сама програма випробувань.
Найнадійнішим результатом зазвичай є найменш складне нарощування, яке очищає корпус, зберігає опорні площини та відповідає плану кваліфікації продукту. Додавання ще одного рівня нарощування може звільнити простір для трасування, але також додає накопичення суміщення, термічний вплив, операції заповнення/планаризації та ризик втрати текучості.
Рекомендовані повідомлення
Послуги з виробництва друкованих плат Taconic RF-35 — від прототипів до серійного виробництва
Рисунок 1. Друкована плата Taconic RF-35 Taconic RF-35 – це робоча конячка...
Виробництво друкованих плат Isola Astra MT77
Рисунок 1. Виробництво друкованої плати Isola Astra MT77 Isola Astra...
Послуги з виготовлення та складання друкованих плат Rogers RO4835 на замовлення
Рисунок 1. Друкована плата Rogers RO4835 Друкована плата Rogers RO4835 – це...
Керівництво з матеріалів та виготовлення друкованої плати Nelco N4000-13 | Highleap Electronics
Рисунок 1. Друкована плата Nelco N4000-13 Друкована плата Nelco N4000-13 – це...
Як отримати цінову пропозицію на друковані плати
Давайте проведемо для вас аналіз DFM/DFA та надамо вам звіт. Ви можете безпечно завантажити свої файли через наш вебсайт. Нам потрібна наступна інформація, щоб надати вам цінову пропозицію:
-
- Gerber, ODB++ або .pcb, спец.
- Список специфікації, якщо вам потрібна збірка
- Кількість
- Час повороту
Для послуг з виготовлення друкованих плат (PCBA), будь ласка, надайте свою специфікацію матеріалів (BOM) та будь-які конкретні інструкції зі складання. Ми також пропонуємо аналіз DFM/DFA для оптимізації ваших конструкцій для технологічності та складання, забезпечуючи безперебійний виробничий процес.
