Виготовлення та складання мобільних друкованих плат

Друковані плати смартфонів є одними з найвибагливіших друкованих плат, що виробляються у великих масштабах — від 10 до 12 мідних шарів, стиснутих до товщини менше 1 мм, які одночасно передають сигнали від шин живлення постійного струму до антенних ліній 5G на частоті 40 ГГц. Їх надійне виробництво вимагає іншого класу обладнання, контролю процесу та інженерної підтримки, ніж стандартне комерційне виробництво друкованих плат.

Компанія Highleap Electronics спеціалізується на виготовленні та складанні мобільних друкованих плат для OEM та ODM-клієнтів, обробляючи всі види продукції – від ранніх інженерних зразків до великосерійного виробництва – під одним дахом. Наші виробничі потужності для телефонних плат охоплюють весь спектр сучасних вимог до платформи смартфонів.

Чим відрізняється мобільна друкована плата від стандартних друкованих плат

Мобільна друкована плата, яку також називають друкованою платою смартфона, платою телефону або материнською платою мобільного телефону, — це не просто зменшена версія плати промислової або побутової електроніки. Поєднання обмежень, яким вона повинна відповідати одночасно, не зустрічається більше ніде у виробництві електроніки.

Кількість шарів становить 10–12, порівняно з 2–6, типовими для стандартних комерційних плат. Загальна товщина плати повинна залишатися на рівні 1.0 мм або менше. Мінімальна ширина доріжки становить 50 мкм (2 міл) порівняно зі 100–150 мкм на стандартних платах. Технологія переходів переходить від механічних наскрізних отворів до лазерних мікроперехідних отворів HDI з діаметром свердла 0.1 мм. А частоти сигналів сягають 40 ГГц для 5G mmWave — порівняно з типовою частотою нижче 1 ГГц на стандартних платах.

Ці обмеження посилюють одне одного. Розміщення 1,000–1,500 компонентів на платі розміром менше кредитної картки, зберігаючи при цьому радіочастотну ізоляцію 5G, теплові тракти для 10-ватного SoC та маршрутизацію пам'яті LPDDR5X зі швидкістю 8,533 Мбіт/с, вимагає процесів виготовлення та складання, які більшість заводів з виробництва друкованих плат просто не можуть підтримувати.

Технологія HDI: навіщо вона потрібна смартфонам

Технологія друкованих плат високої щільності з'єднання (HDI) не є необов'язковою в сучасному дизайні смартфонів — це єдиний підхід до виготовлення, який підтримує поточну щільність корпусів SoC. Флагманський процесор додатків у корпусі BGA з кроком 0.4 мм неможливо розташувати за допомогою звичайної технології наскрізних отворів; на внутрішніх шарах недостатньо фізичного простору для розподілу сигнальних доріжок.

HDI вирішує цю проблему, замінюючи великі механічні перехідні отвори на мікроперехідні отвори, просвердлені лазером (діаметром 0.1 мм), які з'єднують лише ті шари, до яких вони мають доступ, залишаючи вільний простір для трасування внутрішніх шарів. Багатошарові структури мікроперехідних отворів, де кілька сліпих перехідних отворів будуються вертикально за допомогою послідовних циклів ламінування, забезпечують щільність трасування, яка потрібна сучасним мобільним корпусам SoC.

Конфігурація збірки визначається кроком міжшарової упаковки SoC та кількістю інтерфейсів: 1+N+1 (6–8 шарів) для смартфонів середнього класу; 2+N+2 (8–10 шарів) для флагманської інтеграції SoC; ELIC 3+N+3 (10–12 шарів) для флагманів 5G mmWave. Щодо специфікацій виготовлення та методів кваліфікації поперечного перерізу, див. сторінку виробництва друкованих плат HDI від Highleap Electronics.

На що звернути увагу при виборі виробника мобільних друкованих плат

Не кожен завод з виробництва друкованих плат, який заявляє про можливість виробництва високоякісних друкованих плат (HDI), може фактично виробляти плати мобільного класу з такими показниками продуктивності, які роблять масове виробництво життєздатним. При кваліфікації постачальника мобільних друкованих плат чотири речі відрізняють здатних виробників від тих, хто генеруватиме респіни:

• Лазерне свердління мінімум 0.1 мм — діаметр мікровідверстий безпосередньо обмежує щільність трасування BGA; заводи, обмежені отворами діаметром 0.15 мм, не можуть підтримувати поточні флагманські корпуси SoC
• Контроль імпедансу з перевіркою TDR — імпеданс, отриманий лише за допомогою моделювання, недостатній для інтерфейсів пам'яті 5G RF та LPDDR5X; виміряні дані купона повинні постачатися з кожною виробничою партією
• 100% AXI на корпусах BGA — автоматизований рентгенівський контроль кожного стику — єдиний спосіб виявити відсоток пустот до того, як плити досягнуть функціонального випробування; відбір проб недостатній для мобільного виробництва
• Виготовлення та монтаж під одним дахом — ланцюги поставок з розділеними постачальниками призводять до невідповідностей у профілях рефлоу та прогалин у підзвітності, коли виникають проблеми з виходом

Highleap Electronics: Виготовлення та складання мобільних друкованих плат

Highleap Electronics виробляє мобільні друковані плати для виробників оригінального та відомного обладнання для смартфонів на платформах Qualcomm Snapdragon, MediaTek Dimensity та Samsung Exynos.

Для конструкцій 5G sub-6GHz та mmWave ми визначаємо спеціальний ламінат з низькими втратами або LCP на радіочастотних шарах — ті ж самі специфікації матеріалів з низькими втратами, що використовуються на нашій виробничій лінії високочастотних друкованих плат . Ми також виробляємо жорстко-гнучкі плати для модулів камер та складних шарнірних з'єднань, а також друковані плати для бездротової зарядки для збірок Qi, охоплюючи весь спектр друкованих плат сучасного смартфона в рамках єдиного постачальника.

Від прототипу мобільної друкованої плати до масового виробництва: як працює процес

Більшість проектів мобільних друкованих плат починаються з перевірки файлу Gerber. Набору Gerber, приблизних специфікацій стека та очікуваних обсягів достатньо для отримання звіту DFM та попередньої цінової пропозиції протягом 24–48 годин. Виготовлення інженерних зразків зазвичай триває 7–14 днів для голої плати, а для зібраного прототипу додається 3–5 днів. Далі йде кваліфікація проекту — рентгенівський поперечний переріз, перевірка імпедансу, вибірка термічного циклу — перед тим, як серійне виробництво зафіксує параметри процесу. Повний огляд того, як плати переміщуються на нашому заводі, дивіться на сторінці процесу виробництва друкованих плат.

Ми підтримуємо як складання «під ключ» (ми постачаємо компоненти), так і складання з комісійних матеріалів. Для клієнтів, які переходять від іншого постачальника, ми пропонуємо безкоштовну перевірку існуючих конструкцій методом DFM (Design for Finishing Process - DFM), яка часто виявляє першопричину проблем з виходом, які раніше пояснювалися конструкцією.

Часті запитання про виробництво мобільних друкованих плат

Скільки шарів зазвичай має друкована плата смартфона?

Більшість сучасних флагманських смартфонів використовують 10–12-шарові друковані плати. Пристрої середнього класу зазвичай використовують 6–8 шарів. Кількість шарів визначається платформою SoC: конструкції Qualcomm Snapdragon серії 8 та MediaTek Dimensity серії 9000 зазвичай вимагають 10+ шарів для маршрутизації всіх високошвидкісних інтерфейсів без шкоди для цілісності сигналу.

Яка мінімальна кількість замовлення для виготовлення мобільних друкованих плат?

Highleap Electronics не встановлює мінімальної кількості замовлення для складання прототипів. Звичайними відправними точками є інженерні зразки з 5–20 плат. Ціни на масове виробництво застосовуються приблизно від 500 одиниць, а повна оптимізація масового виробництва доступна від 5,000 одиниць і вище.

Які файли мені потрібно подати для отримання кошторису на мобільну друковану плату?

Для початку роботи достатньо файлів Gerber (формат RS-274X) та специфікації налаштування. Для отримання кошторису на складання потрібна специфікація матеріалу (BOM). Ми можемо працювати з файлами ODB++, а наша інженерна команда запросить будь-яку відсутню інформацію під час перевірки DFM — вам не потрібен повний пакет документів, щоб розпочати розмову.

Чи можете ви виготовляти мобільні друковані плати, що підтримують 5G mmWave?

Так. Для конструкцій 5G mmWave потрібні діелектричні матеріали з низькими втратами (спеціальний ламінат з низькими втратами або LCP) на радіочастотних шарах з контрольованими слідами імпедансу, перевіреними за допомогою вимірювання TDR. Ми виготовляємо гібридні стеки, що поєднують ці матеріали зі стандартним FR4 на внутрішніх шарах, і перевіряємо імпеданс радіочастотної секції за допомогою купонних даних, що постачаються з кожною виробничою партією.

Які сертифікати має Highleap Electronics для виробництва мобільних друкованих плат?

Компанія Highleap Electronics сертифікована за стандартом ISO 9001:2015 та виробляє продукцію відповідно до стандарту IPC-A-610 класу 2 як базову. Критерії перевірки IPC класу 3 доступні на запит для проектів з підвищеними вимогами до надійності. Усі виробничі партії постачаються з повною документацією щодо відстеження, включаючи записи про партії матеріалів, звіти про перевірки та дані випробувань імпедансу.