Виробництво надтонких друкованих плат для високощільної трасування

Виробництво надтонких друкованих плат починається з правил проектування

«Надтонка лінія» не є універсальним розмірним класом. Фактична цільова лінія/простора, товщина міді, матеріал, тип шару та очікуваний вихід продукції повинні бути вказані для кожного проекту.

Вкажіть мінімальну ширину та інтервал доріжок для кожного шару, а також визначте, чи застосовуються значення до чи після обробки. Розгляньте тонколінійні мішені за допомогою мідної ваги та методу формування структури, а не як окреме число. Якщо втрати сигналу також є критичними, узгодьте конструкцію з вимогами до високочастотних друкованих плат.

«Надтонка лінія» – це відносний опис, а не універсальна виробнича специфікація. Змістовними вимогами є мінімальна ширина готового провідника та відстань між ними на кожному шарі, товщина міді, передбачуваний технологічний маршрут та допустима варіація. Мета, якої можна досягти на тонкому мідному внутрішньому шарі, може не бути еквівалентною тій самій номінальній лінії/відстані на зовнішньому шарі з додатковим мідним покриттям. З цієї причини правила проектування повинні бути встановлені для кожного шару та для кожного технологічного стану.

Також розрізняйте номінальну геометрію CAD від готового провідника. На малюнок може впливати визначення резиста, травлення, покриття та локальна щільність міді, тому готова лінія може відрізнятися від намальованої лінії. Якщо схема містить дрібнокориметричну трасу виходу, щільні поля контактних площадок або вузькі виступи, виділіть ці області під час перевірки DFM. Краще вирішити невелику кількість критичних переходів на ранній стадії, ніж покладатися на загальне твердження, що вся конструкція є «тонколінійною».

Товщина міді, візерунок та геометрія ліній

Контроль дрібних деталей стає складнішим зі збільшенням товщини міді відносно ширини лінії. Початкова мідь, нарощування покриття, профіль резиста, умови травлення або спалаху та локальна щільність малюнка можуть впливати на кінцеву геометрію провідника. Постачальник повинен перевірити технологічне вікно перед підтвердженням мінімальних розмірів.

Якщо потрібна модифікована напівадитивна обробка, вкажіть це чітко, а не припускайте, що всі постачальники використовують один і той самий метод. Традиційне субтрактивне та mSAP-побудова шаблонів використовують різні послідовності процесів.

1. Чому товщина міді змінює досяжну геометрію лінії

Можливість отримання тонких ліній описується не лише шириною лінії та інтервалом між ними. Початкова мідна фольга, мідь, додана під час покриття, товщина та профіль резиста, компенсація травлення та кінцева обробка поверхні – все це впливає на форму провідника. Зі збільшенням товщини міді відносно цільової ширини лінії профіль бічної стінки стає важче контролювати, а простір між сусідніми провідниками може звужуватися або змінюватися. Тому значення лінії/простору завжди слід переглядати з урахуванням ваги міді та типу шару, що додається до нього.

Запитайте, чи стосується зазначений мінімум проектних даних, зображення на резисті чи готового мідного елемента. Вони не обов'язково ідентичні. Кошторис, що базується на номінальному розмірі CAD, може вимагати допуску на технологічність, щоб готова плата відповідала вимогам до електричних та розмірних характеристик. Вказуйте мінімум для кожного шару окремо, коли для покриття зовнішнього шару та травлення внутрішнього шару використовуються різні мідні конструкції.

2. Віднімальна обробка, mSAP та SAP не є взаємозамінними мітками

У традиційній субтрактивній обробці на основу, покриту міддю, наноситься візерунок, а небажана мідь видаляється. Модифікована напівадитивна обробка зазвичай використовує тонкий провідний зародковий шар, візерунковий резист, міднення отворів, зачистку резиста та видалення оголеної зародкової міді. Напівадитивна обробка також створює провідні елементи за допомогою зародкового шару та покриття, але її детальна послідовність підкладки та процесу може відрізнятися. Точні назви процесів та доступні вікна процесу слід уточнювати у вибраного виробника.

Для закупівель не вказуйте mSAP лише тому, що конструкція називається «тонкою лінією». Надайте цільову кінцеву геометрію та вимоги до міді, а потім попросіть виробника рекомендувати кваліфікований технологічний маршрут. Якщо певний процес є обов'язковим для конструкції, чітко вкажіть це та підтвердьте, що завод може підтримувати запитуваний матеріал, конструкцію шарів, розмір та об'єм панелі.

3. Ширина лінії, міжрядковий інтервал та фактична електрична геометрія

Ширина доріжки впливає на опір і струмову здатність; відстань між доріжками впливає на електричний зазор і зв'язок; а профіль поперечного перерізу впливає на обидва типи доріжок. Для контрольованого імпедансу доріжка є частиною структури лінії передачі, яка також включає товщину діелектрика, діелектричні властивості, геометрію опорної площини та суміжні провідники. Вузька лінія сама по собі не гарантує цільового імпедансу, а зменшення відстані між доріжками може збільшити перехресні перешкоди або створити ризики для технологічності.

Якщо задіяні високошвидкісні сигнали, вкажіть цільовий імпеданс і допуск, опорний шар, відповідне нарощування та будь-який інтервал між диференціальними парами. Остаточну геометрію слід перевірити з фактичною готовою конструкцією міді та діелектрика. Якщо товщина ламінату або шару змінюється, розміри траси може знадобитися перерахувати, а не копіювати без змін з попередньої версії.

4. Правила макета, що захищають витік тонких ліній

Перегляньте локальні вигини, гострі кути, вузькі мідні стріжки, ізольовані мідні острови, щільні виходи контактних площадок, суміщення паяльної маски, зазори від міді до краю та зазори площин. Конструкція може відповідати номінальному глобальному правилу ліній/простору, але все ще містити ізольовані місця, де геометрію набагато важче відобразити або протравити послідовно. Зверніть особливу увагу на переходи навколо контактних площадок BGA з дрібним кроком, через контактні площадки захоплення та контактні площадки роз'ємів.

Панелізація та розподіл міді також мають значення. Великі ділянки міді поруч із дуже розрідженими візерунками можуть створювати різні локальні умови процесу. Враховуйте передбачувані обмеження панелі, якщо вони впливають на конструкцію, і дозвольте виробнику рекомендувати компенсацію, де це необхідно. Зворотній зв'язок DFM повинен визначати точне місце розташування та розмір, про які йде мова, щоб команда проектувальників могла прийняти обґрунтоване рішення, а не застосовувати повне послаблення до всієї плати.

5. Перевірка та приймання на наявність дрібних деталей

Узгодьте, що буде вимірюватися, де це буде вимірюватися та як буде представлено результат. AOI (зона захоплення) може виявити багато дефектів шаблону, але він не замінює визначення розмірної прийнятності для кожної критичної траєкторії. Залежно від проекту, план може включати купони, перевірку поперечного перерізу, випробування імпедансу або інші електричні перевірки. Визначте, які елементи потрібні для кожної партії, а які потрібні лише для кваліфікації або затвердження першого виробу.

Для отримання цінової пропозиції на надтонку друковану плату надайте дані про пакет, стек, вагу міді, цільові значення ліній/простору за шарами, матеріал, обробку, таблицю імпедансу, кількість та очікувані записи про приймання. Корисна інженерна відповідь повинна враховувати запропонований маршрут процесу та визначати будь-які області конструкції, які потребують уточнення перед публікацією. Це робить цінову пропозицію надійнішою, ніж вибір постачальника з єдиного заголовка мінімальної кількості ліній/простору.

Товщину міді та геометрію лінії необхідно оцінювати разом, оскільки формування малюнка видаляє або додає мідь відповідно до обраного процесу. При субтрактивній обробці початкова мідь піддається малюванню та травленню; профіль травлення може впливати на ширину провідника та форму бічної стінки. В адитивних або модифікованих напівадитивних підходах тонкий шар затравки та послідовність візерункового покриття можуть підтримувати більш точні елементи, але фактичне вікно процесу залежить від підкладки, конструкції затравки, резиста, покриття та етапів видалення затравки. Сама назва процесу не гарантує кінцевої лінії/простори.

Під час запиту цінової пропозиції надайте як мінімальну проектну лінію/простору, так і вимоги до міді. Визначте, чи є значення проектним цільовим показником, чи допустимою межею для готової плати. Також вкажіть, чи потребують зовнішні шари додаткового покриття міддю, і чи містить конструкція області з важким вмістом міді, що прилягають до дрібних елементів. Різкі зміни ширини доріжок, області з щільною міддю та вузькі зазори можуть ускладнити локальний контроль процесу, тому репрезентативний зразок виготовлення або купон може бути корисним, якщо це виправдано застосуванням.

Імпеданс, перехресні перешкоди та цілісність сигналу

Менші доріжки не покращують автоматично цілісність сигналу. Імпеданс залежить від геометрії доріжок, товщини міді, діелектричних властивостей, відстані між опорними площинами та навколишнього шару. Дрібна відстань також може збільшити зв'язок та перехресні перешкоди, якщо площини трасування та опорні площини не спроектовані належним чином.

Вкажіть цільовий імпеданс, допуск, опорні шари та відповідний контекст частоти або швидкості фронту. Використовуйте огляд друкованої плати з контрольованим імпедансом, щоб разом врахувати геометрію та стек.

Тонкопровідне трасування слід проектувати в контексті повної геометрії лінії передачі. Характеристичний імпеданс залежить від ширини та товщини доріжки, діелектричної проникності, висоти діелектрика та конфігурації опорної площини. Якщо будь-яка з цих змінних змінюється під час виготовлення або оптимізації стекування, результуючий імпеданс може змінитися, навіть якщо ширина доріжки CAD залишається незмінною. Надайте цільовий імпеданс та допуск разом з опорним шаром та системою матеріалів.

Інтервал також є змінною електричного проектування. Тісно пов'язані доріжки можуть збільшити перехресні перешкоди, а розриви навколо контактних площадок, перешийків, переходних отворів та розривів опорної площини можуть впливати на поведінку сигналу. Для диференціальних пар вкажіть геометрію пари та необхідне співвідношення імпедансу; для високошвидкісних односторонніх мереж визначте критичні мережі та їхні опорні умови. Ці вимоги слід розглядати разом зі службою друкованих плат з контрольованим імпедансом як узгоджену проблему стекування та трасування, яку не вирішують лише зміною ширини лінії.

Перевірки DFM, що захищають дохідність тонкої лінії

Під час перевірки DFM з точним визначенням слід перевірити мінімальні відстані, вигини, гострі кути, ізольовані мідні стружки, суміщення паяльної маски, переходи між контактними майданчиками та доріжками та технологічність для конкретних шарів. Балансування міді та розташування панелі також можуть впливати на стабільність процесу.

Не покладайтеся на загальне твердження про «здатність до точного виконання» без визначеного набору даних та суміжних елементів. Діліться результатами виробництва та використовуйте DFM-аналіз для виявлення конфліктів між правилами проектування перед випуском інструментів.

Корисний огляд DFM перевіряє більше, ніж мінімальна ширина доріжки. Він повинен виявити окремі мідні стружки, вузькі перешийки, гострі кути, недостатні зазори, переходи між контактними майданчиками та доріжками, мідні елементи поблизу країв плати, ризики суміщення паяльної маски та потенційні короткі замикання після формування структури. Рецензент також повинен звернути увагу на взаємодію між областю тонких ліній та ширшим розподілом міді в інших місцях того ж шару. Локальна щільність та різкі переходи можуть впливати на узгодженість процесу.

Перегляньте вимоги до готової плати, а також художнє оформлення: обробка поверхні, отвори для паяльної маски, доступ до тестових площадок та геометрія монтажних площадок можуть накладати обмеження на дуже дрібні елементи. Якщо в проекті використовується кілька мідних ваг, перевірте, чи правила проектування відповідають кожному шару, замість того, щоб копіювати одне мінімальне значення по всьому стеку. Огляд DFM повинен завершуватися конкретними питаннями або змінами, які власник проекту може прийняти, відхилити або уточнити.

Критерії перевірки та приймання

Узгодьте, як буде перевірятися ширина та інтервал між лініями, а також що вважається прийнятним. AOI (зона видимості) може виявити багато видимих ​​дефектів візерунка, але план перевірки повинен відповідати конструкції плати, розміру елемента та вимогам замовника.

Для критично важливих збірок визначте вимоги до купонів, місця вимірювань, звітність та електричні випробування. Якщо плата буде заповнена, узгодьте геометрію контактних майданчиків зі складанням друкованої плати.

Методи контролю слід вибирати відповідно до розміру елемента та типу дефекту, що має значення. AOI може виявити багато дефектів схеми, але план приймання повинен вказувати відповідні мінімальні розміри провідників, відстань між ними та критерії дефектів. Для критичних геометрій замовнику та виробнику може знадобитися узгодити місця вимірювань, дизайн купона, формат звітності та те, як обробляються граничні вимірювання.

Визначте необхідний електричний тест окремо від візуального контролю схеми. Тестування на цілісність електричної мережі та ізоляцію може виявити розриви або короткі замикання, але воно не обов'язково характеризує кожну зміну ширини лінії. Якщо імпеданс є контрольованою вимогою, вкажіть купон або метод випробування та очікуваний результат. Для зібраних плат переконайтеся, що конструкція з тонкими лініями також підтримує реєстрацію паяльної маски, схеми розташування компонентів та стратегію контролю складання.

Запит цінової пропозиції на надтонку друковану плату

Надішліть дані Gerber або ODB++, розташування елементів, вагу міді, мінімальну кількість ліній/проміжків для кожного шару, матеріал, обробку поверхні, таблицю імпедансу, розміри плати, кількість та кінцеву дату. Якщо проект знаходиться на ранній стадії, надайте цільові розміри та електричні вимоги, щоб можна було обговорити доцільність до заморожування траси.

Для виготовлення та складання вкажіть специфікацію матеріалів (BOM) та дані для комплектації та розміщення. Почніть зі сторінки цінової пропозиції на друковані плати та перегляньте послуги з виготовлення друкованих плат.

Для отримання корисної цінової пропозиції надайте дані Gerber або ODB++, повне розташування елементів, вагу міді по шарах, мінімальний проміжок між рядками/проміжками для кожного шару, матеріал, товщину готової плати, обробку поверхні, вимоги до імпедансу, контур плати, кількість та цільові показники поставки. Визначте найважливіші характеристики та поясніть, чи є зазначені значення ліній/проміжків номінальними правилами проектування чи гарантованими межами прийнятності готової плати. Якщо існує специфікація замовника або стандарт креслення, додайте його перегляд.

Якщо проект все ще перебуває на стадії розробки, поділіться передбачуваною функцією, кроком компонентів, критичними вимогами до мережі та будь-якою гнучкістю в лінії/просторі або матеріалі. Це допомагає інженерному аналізу відрізнити обов'язкові вимоги від уподобань, які можуть бути скориговані для покращення технологічності або вартості. Якщо включено складання, додайте специфікацію матеріалу, дані про розміщення, складальне креслення та вимоги до випробувань, щоб можна було вказати повний обсяг проекту, а не розглядати голу плату як єдиний результат.

Поширені запитання

Яку лінію та простір ви можете виготовити?

Можливий мінімум залежить від товщини міді, шару, матеріалу, технологічного процесу, розташування панелі та критеріїв прийнятності. Надішліть стек та дані для інженерного розгляду.

Чи завжди для ультратонкої лінії потрібен mSAP?

Ні. Відповідний процес залежить від необхідної геометрії та конструкції. Виробник повинен перевірити, чи підходить субтрактивний, mSAP або інший кваліфікований процес.

Яка інформація найважливіша для котирування?

Мінімальний простір/лінійка для кожного шару, вага міді, кількість провідників у стеку, матеріал, потреби в імпедансі, розмір плати, кількість, обробка та цільовий показник поставки.