2+N+2 HDI PCB Yükleme Nedir? Yapı, Faydaları ve Tasarım Rehberi

Müşteri-Antroize Görüntüler

İçerik
1.Key paketleri: 2+n+2 HDI PCB yığın esansiyelleri
2. 2+N+2 HDI PCB yığın yapısını aşağı çekiyor
3.Microvia Teknolojisi ve 2+N+2 Tasarımlar için Sıralı Laminasyon
4. 2+N+2 HDI PCB yığınlarının avantajları
5. 2+N+2 HDI PCB'ler için TOP uygulamaları
6. Kritik Tasarım ve Üretim İpuçları
7.FAQ: 2+N+2 HDI yığınları hakkında yaygın sorular

Yüksek yoğunluklu ara bağlantı (HDI) PCB'ler dünyasında, 2+N+2 yığın, performans, minyatürizasyon ve maliyet dengeleme için bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Elektronikler daha küçük büyüdükçe-ince akıllı telefonları, kompakt tıbbi cihazları ve uzay kısıtlı otomotiv sensörlerini düşünün-tasarımcılar, sinyal bütünlüğünü veya güvenilirliğini ödün vermeden daha fazla bağlantı oluşturan PCB mimarilerine ihtiyaç duyarlar. 2+N+2 yığın, alanı optimize eden, sinyal kaybını azaltan ve karmaşık yönlendirmeyi destekleyen katmanlı bir yapı kullanarak tam olarak bunu sunar.

Peki 2+N+2 yığın tam olarak nedir? Yapısı nasıl çalışır ve diğer HDI konfigürasyonları üzerinden ne zaman seçmelisiniz? Bu kılavuz, bir sonraki projeniz için bu yığıntan yararlanmanıza yardımcı olacak eyleme geçirilebilir bilgilerle-katman tanımlarından ve mikrovia türlerinden gerçek dünya uygulamalarına ve tasarım en iyi uygulamalarına kadar bilmeniz gereken her şeyi yıkıyor.

1. Anahtar Çıkarma: 2+N+2 HDI PCB yığın temelleri
Ayrıntılara dalmadan önce, 2+N+2 HDI PCB yığınını tanımlayan temel prensiplerle başlayalım:

A.Layer Yapılandırması: “2+N+2” etiketi, üst dış tarafta 2 birikme katmanı, alt dış tarafta 2 birikme katmanı ve merkezdeki “N” çekirdek katmanları anlamına gelir (burada n = 2, 4, 6 veya daha fazlası, tasarım ihtiyaçlarına bağlı olarak).
B.Microvia Bağımlılığı: Küçük lazer delinmiş mikroviyalar (0.1 mm kadar küçük) katmanları bağlayarak, delikten gelen büyüklüklere olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve kritik alan tasarrufu sağlar.
C. Diz zamansal laminasyon: yığın, mikroviyalar ve tabaka hizalaması üzerinde hassas kontrol sağlayarak aşamalarda (bir kerede değil) inşa edilmiştir.
D.Saysed Performans: Yoğunluk (daha fazla bağlantı), sinyal bütünlüğü (daha hızlı, daha net sinyaller) ve maliyet (tamamen özel HDI tasarımlarından daha az katman) arasında tatlı bir nokta vurur.
Örneğin: 5G yönlendiricilerinden implante edilebilir tıbbi araçlara kadar yüksek hızlı, uzay kısıtlı cihazlar için ideal.

2. 2+N+2 HDI PCB yığın yapısını yıkmak
2+N+2 yığınını anlamak için, önce üç çekirdek bileşenini açmanız gerekir: dış oluşturma katmanları, iç çekirdek katmanları ve bunları bir arada tutan malzemeler. Aşağıda katman işlevleri, kalınlıklar ve malzeme seçenekleri dahil ayrıntılı bir döküm bulunmaktadır.

2.1 “2+n+2” gerçekten ne anlama geliyor?
Adlandırma Sözleşmesi basittir, ancak her sayı kritik bir amaca hizmet eder:

Örneğin, 10 katmanlı 2+6+2 HDI PCB (model: S10E178198A0, ortak bir endüstri tasarımı) şunları içerir:

A.2 Üst Bir Oluşturma Katmanları → 6 Çekirdek Katmanlar → 2 Alt Oluşturma Katmanları
B.uses TG170 Shengyi FR-4 Malzeme (yüksek performanslı uygulamalar için ısıya dayanıklı)
C. Korozyon direnci için daldırma altın (2μm) yüzey kaplaması
D. Metrekare başına 412.200 delik ve 0,2 mm'lik minimum mikrovia çapı

2.2 Katman Kalınlığı ve Bakır Ağırlığı
Tutarlı kalınlık, PCB çözgücesini (dengesiz yığınlarla ilgili ortak bir sorun) önlemek ve güvenilir performans sağlamak için kritiktir. Aşağıdaki tablo, 2+N+2 yığın için tipik özellikleri özetlemektedir:

Bu neden önemlidir: 2+N+2 yığınının dengeli kalınlığı (üst ve altta eşit katmanlar) laminasyon ve lehimleme sırasında stresi en aza indirir. Örneğin, 3mil birikme katmanlarına ve 6mil çekirdek katmanlarına sahip 2+4+2 yığın (toplam 8 katman) aynı üst/alt kalınlıklara (taraf başına 6mil toplam) sahip olacak ve bu da dengesiz 3+4+1 tasarımına kıyasla% 70 azalacak.

2.3 2+n+2 yığın için malzeme seçimi
2+N+2 HDI PCB'lerde kullanılan malzemeler, özellikle yüksek hızlı veya yüksek sıcaklık uygulamaları için performansı doğrudan etkiler. Doğru çekirdekli, biriktirme ve hazırlık malzemelerini seçmek pazarlık edilemez.

Örnek: 5G baz istasyonu için 2+N+2 yığın, 28GHz frekanslarında sinyal kaybını en aza indirmek için Rogers 4350B çekirdek katmanları (düşük DK = 3.48) ve ABF birikme katmanlarını kullanacaktır. Bir tüketici tableti, aksine, uygun maliyetli FR-4 çekirdeği ve RCC birikim katmanlarını kullanacaktır.

3. 2+N+2 tasarımları için mikrovia teknolojisi ve sıralı laminasyon
2+N+2 Stackup'ın performansı iki kritik üretim sürecine bağlıdır: mikrovia sondaj ve sıralı laminasyon. Bunlar olmadan, yığın imza yoğunluğunu ve sinyal bütünlüğünü elde edemedi.

3.1 Microvia Türleri: Hangisini kullanmalı?
Mikroviyalar, bitişik tabakaları birbirine bağlayan ve boşluğu atan hacimli delikli viasların yerini alan küçük deliklerdir (0.1-0.2mm çap). 2+N+2 yığın için dört mikrovia tipi en yaygın olanıdır:

Karşılaştırma Tablosu: Yığılmış ve Sabit Mikrovias

PRO İPUCU: Çoğu 2+N+2 tasarım için, sendelenmiş mikroviler tatlı nokta - denge yoğunluğu ve maliyetidir. Yığınlı mikroviler sadece ultra yoğun uygulamalar için gereklidir (örn. 12 katmanlı havacılık PCB'ler).

3.2 Sıralı laminasyon: yığının adım adım inşa edilmesi
Geleneksel PCB'lerin aksine (aynı anda lamine edilmiş), 2+N+2 yığınlar sıralı laminasyon kullanır - hassas mikrovia yerleşimini sağlayan aşamalı bir işlem. İşte böyle çalışıyor:

Adım 1: Laminat Çekirdek Katmanlar: Birincisi, N çekirdek katmanları prepreg ile birlikte bağlanır ve ısı (180-220 ° C) ve basınç (200-400 psi) altında iyileştirilir. Bu sert bir iç “çekirdek blok” oluşturur.
Adım 2: Birikme katmanları ekleyin: Çekirdek bloğun üstüne ve altına bir birikme katmanı eklenir, ardından mikroviler için lazer delinir. Mikroviyalar elektrik bağlantılarını mümkün kılmak için bakır kaplamadır.
Adım 3: İkinci birikme katmanı için tekrarlayın: Her iki tarafa da delinmiş ve kaplama ikinci bir birikme katmanı eklenir. Bu, “2+n+2” yapısını tamamlar.
Adım 4: Son Tedavi ve Bitiş: Yapışmayı sağlamak için tüm yığın tekrar iyileştirilir, daha sonra yüzey kaplı (örn. Daldırma altın) ve test edilir.

Neden sıralı laminasyon?

A.Enables, geleneksel laminasyona kıyasla daha küçük mikroviler (0.05 mm'ye kadar).
B. mikrovia yanlış hizalama riskini azaltır (istiflenmiş vias için kritik).
C. Katmanlar arasında “tasarım ayarları” için değişimler (örn., Sinyal bütünlüğü için iz aralığını ayarlamak).

Örnek:LT Circuit, 0.15mm istiflenmiş mikroviyalara sahip 2+6+2 (10 katmanlı) HDI PCB üretmek için sıralı laminasyon kullanır-% 99.8 hizalama doğruluğu oranını elde ederek, sektör ortalamasının% 95'in çok üzerinde.

4. 2+N+2 HDI PCB yığınlarının temel avantajları
2+N+2 yığın popülaritesi, modern elektroniklerde temel zorlukları çözme yeteneğinden kaynaklanmaktadır: minyatürleştirme, sinyal hızı ve maliyet. Aşağıda en etkili avantajları:

Gerçek dünya örneği:Bir akıllı telefon üreticisi, 4 katmanlı standart bir PCB'den 2+2+2 HDI yığınına geçti. Sonuç: PCB boyutu%40, 5G için sinyal hızı%20 arttı ve üretim maliyetleri%18 düştü - hepsi%30 daha fazla bileşeni destekledi.

5. 2+N+2 HDI PCB'ler için en iyi uygulamalar
2+N+2 yığın, alan, hız ve güvenilirliğin pazarlık edilemeyeceği uygulamalarda mükemmeldir. Aşağıda, belirli örneklerle en yaygın kullanımları:

5.1 Tüketici Elektroniği
A.Smartphones ve tabletler: 5G modemleri, çoklu kameralar ve hızlı şarj cihazları ile kompakt anakartları destekler. Örnek: Bir amiral gemisi telefon için 2+4+2 yığın, işlemciyi 5G çipine bağlamak için istiflenmiş mikrovianlar kullanır.
B. Göze malzemeler: Küçük form faktörlerine (örneğin, akıllı saatler, fitness izleyicileri) uyuyor. Poliimid birikme katmanlarına sahip 2+2+2 yığın, bilekle giyilen cihazlar için esneklik sağlar.

5.2 Otomotiv Elektroniği
A.ADAS (Gelişmiş Sürücü Yardım Sistemleri): Radar, LiDAR ve Kamera Modülleri Güçleri. Yüksek TG FR-4 çekirdek katmanlarına sahip 2+6+2 yığın, düşük sıcaklıklara (-40 ° C ila 125 ° C) direnir.
B. Fotoinment Systems: Dokunmatik ekranlar ve navigasyon için yüksek hızlı verileri işler. Saçma mikroviler titreşimle ilişkili arızaları önler.

5.3 Tıbbi Cihazlar
A.Mimplante edilebilir araçlar: (örneğin, kalp pili, glikoz monitörleri). Biyouyumlu yüzeylere sahip 2+2+2 yığın (örn., Elektroles Nikel Daldırma Altın, Enig) ve gömülü mikroviyalar boyutu ve EMI'yi azaltır.
B.Diyagnostik Ekipman: (Örneğin Ultrason Makineleri). 2+4+2 yığınta düşük kayıplı Rogers çekirdek katmanları görüntüleme için net sinyal iletimini sağlar.

5.4 Endüstriyel ve Havacılık
A.Dinüstriyel Kontroller: (Örneğin PLC'ler, sensörler). Kalın bakır çekirdek katmanlı 2+6+2 yığın, yüksek akımları ve sert fabrika ortamlarını işler.
B.Aerospace elektronikleri: (örneğin, uydu bileşenleri). Yığınlı mikroviyalarla 2+8+2 yığın, MIL-STD-883H güvenilirlik standartlarını karşılarken yoğunluğu en üst düzeye çıkarır.

6. Kritik Tasarım ve Üretim İpuçları
2+N+2 HDI yığınınızdan en iyi şekilde yararlanmak için bu en iyi uygulamaları izleyin - yaygın tuzaklardan (sinyal kaybı veya üretim gecikmeleri gibi) kaçınmanıza ve performansı optimize etmenize yardımcı olacaktır.

6.1 Tasarım İpuçları
1. Yığınla Erken Plan: Yönlendirmeden önce katman işlevlerini (sinyal, güç, toprak) tanımlayın. Örneğin:
A. EMI'yi en aza indirmek için zemin düzlemlerine bitişik yüksek hızlı sinyal katmanları (örn. 5G) yerleştirin.
B. Kalınlığı dengelemek için yığın merkezine yakın güç düzlemleri.
2. Mikrovia yerleşimini uygun hale getirin:
A. Yüksek stresli alanlarda (örneğin PCB kenarları) istifleme mikroviyaları. Bunun yerine sendelenmiş vias kullanın.
B. Kaplama sorunlarını önlemek için 1: 1'in (örn.
3. Kullanım durumunuz için malzemeleri tıkayın:
A.Dongy Overpecify: Rogers (gereksiz masraf) yerine tüketici uygulamaları (uygun maliyetli) için FR-4 kullanın.
B. Yüksek sıcaklık uygulamaları (otomotiv) için, tg> 180 ° C olan çekirdek malzemeleri seçin.
4. DFM'yi takip edin (üretilebilirlik için tasarım) Kurallar:
A. Birikme katmanları için 2mil/2mil minimum eser genişliği/aralığı (dağlama sorunlarından kaçınmak için).
BGA'lar için yerden tasarruf etmek için BGA'lar için VIDE-PAD (VIP) teknolojisini kullanın-ancak lehim fitilini önlemek için Vias'ın lehim maskesi veya bakır ile düzgün bir şekilde doldurulmasını sağlayın.

6.2 İmalat İşbirliği İpuçları
1. HDI özel üreticisi olan bölüm: Tüm PCB mağazalarında 2+N+2 yığın (örn. Lazer matkapları, sıralı laminasyon presleri) için ekipman yoktur. LT Circuit gibi üreticileri arayın:
A.IPC-6012 Sınıf 3 Sertifikasyonu (yüksek güvenilirlik İGesi için).
B. Başvurunuzda mevcut (örn. Tıbbi, otomotiv).
Mikrovia kalitesini doğrulamak için C.

2. Üretimden önce bir DFM incelemesi yapın: İyi bir üretici tasarımınızı şu konular için denetleyecektir:
A.Microvia Derinliği Malzeme kalınlığını aşıyor.
B.
C. Empedans gereksinimlerini ihlal eden yönlendirme.
LT Circuit, 24 saat içinde ücretsiz DFM incelemeleri sağlar, sorunları işaretleme ve düzeltmeler sunar (örn. Mikrovia boyutunu daha kolay kaplama için 0,1 mm'den 0,15 mm'ye ayarlar).

3. Malzeme İzlenebilirliği Sınırlayın: Düzenlenmiş endüstriler (tıbbi, havacılık) için, maddi lot numaraları ve uyumluluk sertifikaları isteyin (ROHS, erişim). Bu, 2+N+2 yığınınızın endüstri standartlarını karşılamasını ve gerekirse geri çağırmaları basitleştirmesini sağlar.

4. Laminasyon Kalitesini Doğrulur: Üretimden sonra, şunları kontrol etmek için X-Ray raporlarını isteyin:
A.Microvia hizalaması (tolerans ± 0.02mm olmalıdır).
B. Prepreg'de voidler (sinyal kaybına veya delaminasyona neden olabilir).
C.Copper kaplama kalınlığı (güvenilir bağlantılar için minimum 20μm).

6.3 Test ve Doğrulama İpuçları
1. Elektrik Testleri: Mikrovia sürekliliğini (açık/kısa devreler yok) ve empedans kontrolünü (yüksek hızlı sinyaller için kritik) doğrulamak için uçan prob testini kullanın. 5G tasarımları için sinyal kaybını ölçmek için zaman alanı yansıtma (TDR) testi ekleyin.
2. Tür test: Güç yoğun uygulamalar için (örn. Otomotiv ECU'lar), ısının yığın boyunca eşit olarak dağılmasını sağlamak için termal görüntüleme yapın. İyi tasarlanmış 2+N+2 yığın, tahta genelinde <10 ° C sıcaklık değişimleri olmalıdır.
3. Mekanik Test: Güvenilirliği doğrulamak için esnek test (esnek 2+n+2 tasarımları için) ve titreşim testi (otomotiv/havacılık için) gerçekleştirin. MIL-STD-883H standartlarını karşıladıklarından emin olmak için LT Devre Denekleri 2+N+2 PCB'lere 10.000 titreşim döngüsüne (10-2.000 Hz) (10-2.000 Hz).

7. SSS: 2+N+2 HDI yığınları hakkında yaygın sorular
S1: 2+n+2'de “n” herhangi bir sayı olabilir mi?
A1: “N” teknik olarak çekirdek katmanların sayısını ifade ederken ve değişebilirken, yığın dengesini korumak için tipik olarak eşit bir sayıdır (2, 4, 6, 8). Garip çekirdek katman sayımları (örneğin, 2+3+2), düzensiz kalınlık yaratarak, çözgü riskini artırır. Çoğu uygulama için n = 2 (temel yoğunluk) ila n = 6 (yüksek yoğunluk) en iyi şekilde çalışır-N = 8 ultra kompleks tasarımlar (örn. Havacılık ve uzay sensörleri) için ayrılmıştır.

S2: 2+N+2 yığın, standart 4 katmanlı bir PCB'den daha pahalı mı?
A2: Evet, ancak maliyet farkı faydaları ile haklı. A 2+2+2 (6 katmanlı) HDI yığın maliyeti, standart 4 katmanlı bir PCB'den ~% 30-40 daha fazla, ancak% 50 daha yüksek bileşen yoğunluğu ve daha iyi sinyal bütünlüğü sağlar. Yüksek hacimli üretim için (10.000+ birim), birim başına maliyet boşluğu daralır-özellikle LT Circuit gibi bir üretici ile çalışıyorsanız, malzeme kullanımını ve laminasyon adımlarını optimize eder.

S3: 2+N+2 yığınları yüksek güçlü uygulamaları destekleyebilir mi?
A3: Kesinlikle - doğru malzeme ve bakır ağırlık seçenekleriyle. Yüksek güçlü tasarımlar için (örn. Endüstriyel güç kaynakları), şunları kullanın:

A. 2 oz bakır ile katmanlar (daha yüksek akımı işler).
B. High-tg prepreg (güç bileşenlerinden ısıyı direnir).
C. Isıyı dağıtmak için termal Vias (zemin düzlemlerine bağlı).
LT Circuit, 100W endüstriyel invertörler için 2+4+2 yığın üretti ve aşırı ısınmadan 20A akımları işleyen bakır katmanlar.

S4: 2+N+2 yığın için minimum mikrovia boyutu nedir?
A4: Çoğu üretici, 2+N+2 yığın için 0.1 mm (4mil) gibi küçük mikroviyalar üretebilir. Bununla birlikte, 0.15mm (6mil) tatlı nokta - yoğunluk ve üretim verimini dengeler. Daha küçük mikroviler (0.08mm veya daha az) mümkündür, ancak maliyeti artırır ve verimi azaltır (daha fazla delme hatası).

S5: Bir 2+N+2 HDI PCB üretmek ne kadar sürer?
A5: Kurşun süreleri karmaşıklığa ve hacme bağlı:

A. Prototipler (1-100 birim): 5-7 gün (LT devresinden Quickturn hizmetleri ile).
B. Medium Hacmi (1.000-10.000 adet): 10-14 gün.
C. Yüksek hacim (10.000+ birim): 2-3 hafta.
D.Stexential laminasyon, geleneksel PCB'lere kıyasla 1-2 gün ekler, ancak daha hızlı tasarım yinelemesi (DFM desteği sayesinde) genellikle bunu dengeler.

S6: 2+n+2 yığın esnek olabilir mi?
A6: Evet-esnek çekirdek ve biriktirme malzemeleri (örn., FR-4 yerine poliimid) kullanılarak. Esnek 2+N+2 yığınlar, giyilebilir cihazlar (örn. Akıllı saat bantları) ve otomotiv uygulamaları (örn. Kavisli gösterge paneli elektronikleri) için idealdir. LT devresi, minimum bükülme yarıçapı 5 mm (tekrarlanan esneklik için) olan esnek 2+2+2 yığınlar sunar.

Son Düşünceler: 2+N+2 HDI yığın sizin için doğru mu?
Projeniz gerekirse:

A. Bileşen sayımından ödün vermeden PCB boyutu.
B. Minimal kayıp ile yüksek hızlı sinyaller (5G, 100Gbps).
CA Performans ve Maliyet Dengesi.

Daha sonra 2+N+2 HDI yığılması mükemmel bir seçimdir. Çok yönlülüğü, tüketici elektroniği, tıbbi cihazlar, otomotiv sistemleri ve ötesi için uygun hale getirirken, yapılandırılmış tasarımı üretimi basitleştirir ve riski azaltır.

Başarının anahtarı? 2+N+2 yığınında uzmanlaşmış bir üretici ile ortak olun. LT Circuit'in sıralı laminasyon, mikrovia sondajı ve malzeme seçimi konusundaki uzmanlığı, yığınınızın teknik özelliklerinizi - zaman ve bütçe içinde karşılamasını sağlar. DFM incelemelerinden son testlere kadar, LT Circuit ekibinizin bir uzantısı görevi görür ve tasarımınızı güvenilir, yüksek performanslı bir PCB'ye dönüştürmenize yardımcı olur.

Alan veya hız kısıtlamalarının projenizi sınırlamasına izin vermeyin. 2+N+2 HDI yığınıyla, maliyetten ödün vermeden daha küçük, daha hızlı ve daha güvenilir elektronikler oluşturabilirsiniz.