Οδηγός Σχεδιασμού και Ακεραιότητας Σήματος για Στοίβαξη 10-Επίπεδων HDI PCB για Ηλεκτρονικά Υψηλών Επιδόσεων

Στην εποχή των 5G, AI και ηλεκτρικών οχημάτων (EVS), PCB υψηλής διασύνδεσης (HDI) υψηλής πυκνότητας (HDI) έχουν γίνει η ραχοκοκαλιά των συμπαγών, γρήγορων και αξιόπιστων ηλεκτρονικών. Μεταξύ των παραλλαγών του HDI, τα σχέδια 10 στρώσεων ξεχωρίζουν ως το "γλυκό σημείο"-πυκνότητα ισορροπίας (υποστηρίζοντας τα βήμα BGA 0,4mm και τα μικροβιακά 45 μm), την ταχύτητα σήματος (28Ghz+ Mmwave) και την παρασκευή. Σε αντίθεση με τις εκδόσεις HDI 4 ή 6 στρώσεων, οι εκδόσεις 10 στρώσεων μπορούν να απομονώσουν σήματα υψηλής ταχύτητας από θορυβώδεις διαδρομές ισχύος, να μειώσουν το EMI κατά 40%και να χειρίζονται συστήματα πολλαπλών τάσης (3.3V, 5V, 12V) σε μία σανίδα.

Ωστόσο, τα HDI PCB 10 επιπέδων δεν είναι χωρίς πολυπλοκότητα. Ένα κακώς σχεδιασμένο stackup μπορεί να καταστρέψει την ακεραιότητα του σήματος (SI), να προκαλέσει θερμικά σημεία ή να οδηγήσει σε 30% υψηλότερα ποσοστά ελαττωμάτων. Για τους μηχανικούς και τους κατασκευαστές, ο Mastering 10-Layer HDI Stackup Design είναι κρίσιμος για το ξεκλείδωμα του πλήρους δυναμικού των συσκευών υψηλής απόδοσης-από τους σταθμούς βάσης 5G στα συστήματα διαχείρισης μπαταριών EV (BMS).

Αυτός ο οδηγός καταρρέει τα βασικά στοιχεία της 10-επιπέδων HDI PCB stackup, τις βέλτιστες διαμορφώσεις στρώματος, την επιλογή υλικού, τις βέλτιστες πρακτικές της ακεραιότητας σήματος και τις εφαρμογές πραγματικού κόσμου. Με συγκρίσεις με γνώμονα τα δεδομένα και συμβουλές που μπορούν να ενεργοποιηθούν, θα σας βοηθήσουν να σχεδιάσετε στοίβες που πληρούν αυστηρά πρότυπα απόδοσης διατηρώντας παράλληλα το κόστος παραγωγής υπό έλεγχο.

ΚΛΕΙΔΙΩΝ
1. Ένα καλά σχεδιασμένο HDI StackUp 10 επιπέδων προσφέρει 40% χαμηλότερη EMI από HDI 6 επιπέδων και υποστηρίζει σήματα 28GHz+ MMWAVE με απώλεια <1dB/ίντσες-κρίσιμη για εφαρμογές 5G και ραντάρ.
2. Η διαμόρφωση υπο-στοίβου "Sign-Power-Ground-Ground-Ground-Ground-Ground-Ground-Ground-Ground-Ground-Signal" (SGPGS) μειώνει τη διαμόρφωση κατά 50% και διατηρεί 50ω/100ω σύνθετη αντίσταση με ανοχή ± 5%.
3. Η επιλογή του υλικού επηρεάζει άμεσα το SI: ROGERS RO4350 (DK = 3,48) ελαχιστοποιεί την απώλεια σήματος στα 28GHz, ενώ τα ισορροπία υψηλής TG FR4 (TG≥170 ° C) για διαδρομές χαμηλής συχνότητας.
4. Κοινοτικά λάθη Stackup (π.χ., ανάμειξη σήματα υψηλής/χαμηλής ταχύτητας, ανεπαρκή επίπεδα εδάφους) προκαλούν το 60% των αποτυχιών HDI Si 10 επιπέδων-αποφεύγονται από αυστηρή απομόνωση στρώματος και έλεγχο σύνθετης αντίστασης.
5.10-layer HDI PCBs Κόστος 2,5x περισσότερες από 6 επιπέδων εκδόσεις, αλλά παρέχουν 2x υψηλότερη πυκνότητα συστατικών (1.800 εξαρτήματα/sq.in) και 30% μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σκληρά περιβάλλοντα.

Τι είναι το 10-layer HDI PCB stackup;
Ένα 10-στρώμα HDI PCB stackup είναι μια στρωματοποιημένη δομή εναλλασσόμενου αγώγιμου χαλκού (σήματος, ισχύος, γείωσης) και μονωτικής διηλεκτρικής (υποστρώματος, prepreg) στρώματα, σχεδιασμένα για να μεγιστοποιήσουν την πυκνότητα και την ακεραιότητα του σήματος. Σε αντίθεση με τα πρότυπα PCB 10 στρώσεων (τα οποία βασίζονται σε δηλωτές διαμέσου της οπής), ο HDI 10 στρώσεων χρησιμοποιεί τυφλούς/θαμμένους μικροδιαίους (διάμετρος 45-100μm) για να συνδέσουν τα στρώματα χωρίς να σπαταλούν χώρο-επιτρέποντας 0,4 mm pitch BGA και 25/25 μm πλάτος ίχνους/απόστασης.

Βασικοί στόχοι του σχεδιασμού HDI 10 επιπέδων HDI
Κάθε stackup HDI 10 επιπέδων πρέπει να επιτύχει τρεις μη διαπραγματεύσιμους στόχους:

1. Σχετική απομόνωση: ξεχωριστά σήματα υψηλής ταχύτητας (28GHz+) από θορυβώδη ισχύ και ψηφιακά κυκλώματα για τη μείωση του Crosstalk.
2. Θερμική διαχείριση: Διανείμετε θερμότητα σε 2-4 επίπεδα εδάφους/ισχύος για να αποφευχθούν τα hotspots σε εξαρτήματα υψηλής ισχύος (π.χ. EV BMS ICS).
3.ManuFacturability: Χρησιμοποιήστε διαδοχική πλαστικοποίηση (υπο-στοίβα κτιρίου) για να εξασφαλίσετε ευθυγράμμιση στρώματος ± 3μm-κρίσιμη για τις στοιβαγμένες μικροβίες.

HDI 10 επιπέδων έναντι τυπικού PCB 10 επιπέδων: βασικές διαφορές
Η διαφορά HDI έγκειται στη μέσω τεχνολογίας και απόδοσης στρώματος. Παρακάτω είναι το πώς οι HDI 10 επιπέδων στοιβάζονται ενάντια στα τυποποιημένα PCB 10 επιπέδων:

Παράδειγμα: Ένα σταθμό HDI 10 επιπέδων για ένα μικρό κύτταρο 5G ταιριάζει με έναν πομποδέκτη 28GHz, τις θύρες Ethernet 4x 2,5Gbps και μια μονάδα διαχείρισης ισχύος (PMU) σε ένα αποτύπωμα 120mm × 120mm-VS. 180mm × 180mm για ένα τυπικό PCB 10 στρώσεων.

Βέλτιστες διαμορφώσεις 10 επιπέδων HDI HDI
Δεν υπάρχουν "μονοήμερες" 10-στρώσεις HDI Stackup-αλλά δύο διαμορφώσεις κυριαρχούν σε εφαρμογές υψηλής απόδοσης: ισορροπημένες SGPGS (5+5) και απομόνωση υψηλής ταχύτητας (4+2+4). Η επιλογή εξαρτάται από το μείγμα σήματος (υψηλής ταχύτητας έναντι της ισχύος) και τις ανάγκες εφαρμογής.

Διαμόρφωση 1: ισορροπημένα sgpgs (5+5)-για σχέδια μικτού σήματος
Αυτό το συμμετρικό stackup χωρίζει τα 10 στρώματα σε δύο ταυτόσημες υπο-στοίβες 5 επιπέδων (κορυφή 1-5 και κάτω 6-10), ιδανικό για σχέδια με σήματα υψηλής ταχύτητας και διαδρομές υψηλής ισχύος (π.χ. EV ADAs, βιομηχανικοί αισθητήρες).

Γιατί λειτουργεί
Α. Συμμετρία: Μειώνει το στρώμα κατά τη διάρκεια της πλαστικοποίησης (αναντιστοιχία CTE ισορροπημένη σε στρώματα).
Β. Εκπλήρωση: Τα διπλά επίπεδα εδάφους διαχωρίζουν την υψηλής ταχύτητας (στρώματα 1,10) από την ισχύ (στρώματα 3,8), κοπή κατά 50%.
C. Flexibility: Υποστηρίζει και τα δύο μονοπάτια ισχύος 28GHz MMWAVE και 12V - ιδανικές για μονάδες ραντάρ EV.

Διαμόρφωση 2: Απομόνωση υψηλής ταχύτητας (4+2+4)-για σχέδια 28GHz+
Αυτό το stackup αφιερώνει ένα κεντρικό μπλοκ ισχύος/εδάφους 2 επιπέδων (στρώματα 5-6) για την απομόνωση υπο-στοίβων υψηλής ταχύτητας (κορυφαία 1-4 και κάτω 7-10), ιδανική για 5g MMWAVE, δορυφορική επικοινωνία και συστήματα ραντάρ.

Γιατί λειτουργεί
Α. Κεντρική ασπίδα: Τα στρώματα 5-6 δρουν ως "κλουβί Faraday" μεταξύ των κορυφαίων και κάτω υψηλών ταχύτητων υπο-στοίβων, μειώνοντας το EMI κατά 60%.
Β. Διασταυρώσεις ισχύος: Η ισχύς περιορίζεται στο στρώμα 5, αποφεύγοντας τις διαταραχές της διαδρομής του σήματος.
C. High-Speed ​​Focus: 4 στρώματα σήματος αφιερωμένα στις διαδρομές 28GHz/10GBPS-ιδανικές για πομποδέκτες βάσης 5G.

Σύγκριση Stackup: Ποια διαμόρφωση θα επιλέξει;

Σύσταση: Για EV BMS ή βιομηχανικούς αισθητήρες (μικτή υψηλής ταχύτητας/ισχύς), χρησιμοποιήστε το ισορροπημένο stackup. Για 5g mmwave ή ραντάρ (καθαρή υψηλή ταχύτητα), χρησιμοποιήστε το stackup απομόνωσης υψηλής ταχύτητας.

Επιλογή υλικού για 10 στρώσεις HDI Stackups
Τα υλικά δημιουργούν ή σπάσουν το 10-στρώμα HDI SI και την αξιοπιστία. Το λάθος υπόστρωμα ή το prepreg μπορεί να αυξήσει την απώλεια σήματος κατά 40% ή να προκαλέσει αποκόλληση σε θερμικό κύκλο. Παρακάτω είναι τα κρίσιμα υλικά και οι προδιαγραφές τους:

1. Υποστρώμα & Prepreg: Balance Si and Cost
Το υπόστρωμα (υλικό πυρήνα) και το prepreg (υλικό συγκόλλησης) καθορίζουν τη διηλεκτρική σταθερά (DK), την απώλεια εφαπτομένη (DF) και τη θερμική απόδοση - το κλειδί για το SI.

Στρατηγική υλικής για HDI 10 επιπέδων
Τα στρώματα A. High-Speed ​​(1,3,8,10): Χρησιμοποιήστε το ROGERS RO4350 για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια σήματος (0,8dB/ίντσα στα 28GHz έναντι 2,5dB/ίντσα για FR4).
Β. Ισχύς/εδάφους (2,3,7,8): Χρησιμοποιήστε υψηλής TG FR4 ή CERAMIC FR4 για αποδοτικότητα κόστους και θερμική αγωγιμότητα.
C.Prepreg: Αντιστοίχιση prepreg σε υπόστρωμα (π.χ. Rogers 4450F για στρώματα RO4350) για να αποφευχθεί η αναντιστοιχία CTE.

Παράδειγμα: Ένα HDI 10 επιπέδων για 5G χρησιμοποιεί το Rogers RO4350 για στρώματα 1,3,8,10 και υψηλής TG FR4 για το κόστος των υλικών που είναι υπόλοιπα κατά 30% έναντι της χρήσης Rogers για όλα τα στρώματα.

2. Φύλλο χαλκού: ομαλότητα για υψηλής ταχύτητας SI
Η τραχύτητα της επιφάνειας του αλουμινίου (RA) επηρεάζει άμεσα την απώλεια του αγωγού σε υψηλές συχνότητες-οι επιφάνειες αυξάνουν την απώλεια του δέρματος (σήματα ταξιδεύουν κατά μήκος της επιφάνειας).

Σύσταση
A. Χρησιμοποιήστε τον κυλινδρικό χαλκό για στρώματα σήματος υψηλής ταχύτητας (1,3,8,10) για τη μείωση της απώλειας του αγωγού κατά 40%.
Β. Χρησιμοποιήστε τον ηλεκτρολυτικό χαλκό για στρώματα ισχύος/γείωσης (2,3,7,8) για να μεγιστοποιήσετε την τρέχουσα χωρητικότητα (χειραγωγές χαλκού 2oz 30α για ίχνη 1 mm).

3. Τέλος επιφάνειας: Προστατέψτε το SI και τη συγκόλληση
Τα επιφανειακά φινιρίσματα εμποδίζουν την οξείδωση του χαλκού και εξασφαλίζουν αξιόπιστη συγκόλληση-κρίσιμη για τα BGA 0,4 mm σε HDI 10 επιπέδων.

Κρίσιμη επιλογή
Αποφύγετε το HASL (ισοπέδωση συγκόλλησης ζεστού αέρα) για HDI 10 επιπέδων-η τραχιά επιφάνεια (RA 1-2 μm) προσθέτει 0,2dB/ίντσα απώλειας σήματος στα 28GHz, ανατρέποντας τα οφέλη των υποστρωμάτων Rogers. Το Enig ή το EnePig είναι οι μόνες βιώσιμες επιλογές για σχέδια υψηλής ταχύτητας.

Βελτιστοποίηση ακεραιότητας σήματος για 10 στρώσεις HDI Stackups
Η ακεραιότητα του σήματος (SI) είναι ο παράγοντας make-or-break για PCB HDI 10 επιπέδων-ακόμη και η αύξηση της απώλειας σήματος 1dB μπορεί να καταστήσει άχρηστο ένα σχεδιασμό 5G ή ραντάρ. Παρακάτω είναι οι πιο επιθετικές στρατηγικές βελτιστοποίησης SI, υποστηρίζονται από δεδομένα:

1. Έλεγχος σύνθετης αντίστασης: Διατήρηση ανοχής 50ω/100Ω
Η αναντιστοιχία αντίστασης (π.χ. 55Ω αντί για 50Ω) προκαλεί αντανάκλαση του σήματος, αυξάνοντας τα ποσοστά σφάλματος δυαδικών ψηφίων (BER) κατά 40%. Για HDI 10 επιπέδων:

A.single-end end end (MMWAVE, USB): στόχος 50Ω ± 5%. Επιτευχθεί αυτό με 0,15 mm, 1oz κυλινδρισμένα ίχνη χαλκού σε Rogers RO4350 (0,1mm διηλεκτρικό πάχος).
Β. Ζεύγη (Ethernet 10GBPS, PCIE): στόχος 100Ω ± 5%. Χρησιμοποιήστε ίχνη πλάτους 0,2mm με απόσταση 0,2 mm (1oz Copper, Rogers RO4350).

Συμβουλή εργαλείου: Χρησιμοποιήστε τον αριθμομηχανή σύνθετης αντίστασης του Altium Designer για να αυτοματοποιήσετε τις διαστάσεις των ιχνών - μειώνει τα χειροκίνητα σφάλματα κατά 70%.

2. Ελαχιστοποιήστε την απώλεια σήματος με απομόνωση στρώματος
Τα σήματα υψηλής ταχύτητας (28GHz+) χάνουν αντοχή λόγω της διηλεκτρικής απώλειας (απορροφώνεται από το υπόστρωμα) και την απώλεια αγωγού (θερμότητα σε χαλκό). Μετριάστε αυτό από:

Α. Ενεργοποιημένα επίπεδα εδάφους: Τοποθετήστε ένα επίπεδο γείωσης απευθείας δίπλα σε κάθε στρώμα σήματος υψηλής ταχύτητας (π.χ. στρώμα 2 κάτω από το στρώμα 1, στρώμα 9 κάτω από το στρώμα 10). Αυτό δημιουργεί μια διαμόρφωση "microstrip" ή "stripline" που μειώνει την απώλεια κατά 30%.
Β. Μήκους ιχνών: Κρατήστε ίχνη 28GHz <5cm - Κάθε πρόσθετο εκατοστό προσθέτει 0,8dB απώλειας. Για μεγαλύτερες διαδρομές, χρησιμοποιήστε επαναλήπτες ή ισοσταθμιστές.
C.avoid μέσω Stubs: Stubs (αχρησιμοποίητα μέσω τμημάτων) προκαλούν αντανάκλαση -κρατήστε μέσω stubs <0.5mm για σήματα 28GHz. Χρησιμοποιήστε τυφλές δίσκους (αντί για διαδόσεις) για να εξαλείψετε τα στελέχη.

Αποτέλεσμα δοκιμής: Ένα HDI 10 επιπέδων με ειδικά επίπεδα εδάφους και ίχνη 4cm 28GHz είχαν συνολική απώλεια 3,2dB. 5.6dB για σχέδιο με κοινόχρηστα αεροπλάνα και ίχνη 6 εκατοστών.

3. Μειώστε τη διαταραχή με σωστή δρομολόγηση
Η διαρροή (διαρροή σήματος μεταξύ παρακείμενων ιχνών) υποβαθμίζει το SI σε HDI 10 επιπέδων υψηλής πυκνότητας. Διορθώστε το με:

A.Trace Spacing: Διατηρήστε 3x απόσταση πλάτους ιχνοστοιχείων μεταξύ ιχνών υψηλής ταχύτητας (π.χ. απόσταση 0,45 mm για ίχνη 0,15mm). Αυτό μειώνει το crosstalk κατά 60%.
B. Ground Vias: Τοποθετήστε ένα έδαφος μέσω κάθε 2mm κατά μήκος διαφορικών ζευγών - δημιουργεί μια "ασπίδα" που εμποδίζει τη διαρροή σήματος.
C. Διαχωρισμός Layer: Αποφύγετε τη δρομολόγηση ιχνών υψηλής ταχύτητας σε παρακείμενα στρώματα (π.χ., στρώματα 1 και 3). Διαχωρίστε τα με επίπεδο γείωσης (στρώμα 2) για να μειώσετε την κατακόρυφη διαταραχή κατά 70%.

4. Θερμική διαχείριση για τη διατήρηση του SI
Η υπερθέρμανση υποβαθμίζει την αγωγιμότητα DK και χαλκού - και τα δύο από τα οποία βλάπτουν το SI. Για HDI 10 επιπέδων:

A.Copper Power/Ground Planes: Χρησιμοποιήστε χαλκό 2oz για επίπεδα ισχύος (στρώματα 3,8 σε ισορροπημένο stackup) - εξαπλώνονται θερμότητα 2x ταχύτερα από το 1ο χαλκό.
Β. Θερμικές δηλωτές: τρυπάνι 0.3mm χάλκινα χάλκινα χείλη κάτω από καυτά εξαρτήματα (π.χ. 5G PAS) για να μεταφέρετε θερμότητα σε εσωτερικά επίπεδα εδάφους. Μια συστοιχία 10x10 των θερμικών VIA μειώνει τη θερμοκρασία του συστατικού κατά 20 ° C.
C. Αποφεύγιμα hotspots: Τα εξαρτήματα υψηλής ισχύος ομάδας (π.χ. ρυθμιστές τάσης) μακριά από ίχνη υψηλής ταχύτητας-ΘΕΑ ΘΕΡΜΑΤΑ από ένα στοιχείο 2W μπορεί να αυξήσει την απώλεια σήματος κοντινής σήματος κατά 0,5dB/ίντσες.

Τα κοινά λάθη HDI Stackup 10 επιπέδων (και πώς να τα αποφύγετε)
Ακόμη και έμπειροι μηχανικοί κάνουν σφάλματα στοίβου που καταστρέφουν το SI. Παρακάτω είναι τα κορυφαία λάθη και λύσεις:
1. Αναμειγνύοντας σήματα υψηλής ταχύτητας και ισχύος στο ίδιο στρώμα
A.Mistake: δρομολόγηση 28GHz ίχνη MMWAVE και διαδρομές ισχύος 12V στο ίδιο στρώμα (π.χ. στρώμα 1). Οι διαρροές θορύβου ισχύος σε σήματα υψηλής ταχύτητας, αυξάνοντας το BER κατά 50%.
B.solution: Εξοικονόμηση ισχύος σε ειδικά αεροπλάνα (στρώματα 3,8) και σήματα υψηλής ταχύτητας στα εξωτερικά/εσωτερικά στρώματα σήματος (στρώματα 1,3,8,10). Χρησιμοποιήστε τα επίπεδα εδάφους ως εμπόδια.

2. Ανεπαρκής κάλυψη εδάφους
A.Mistake: Χρησιμοποιώντας τα αεροπλάνα εδάφους "πλέγματος" (κενά 1mm) αντί για συμπαγή επίπεδα-δημιουργεί διαδρομές επιστροφής υψηλής απεικόνισης για σήματα υψηλής ταχύτητας.
B.solution: Χρησιμοποιήστε συμπαγή επίπεδα εδάφους με κάλυψη ≥90%. Προσθέστε μόνο μικρά κενά (≤0,5mm) για διαβάσεις ιχνοστοιχείων-κρατήστε τα κενά μακριά από διαδρομές υψηλής ταχύτητας.

3. Φτωχός μέσω τοποθέτησης
A.Mistake: Τοποθέτηση των δοχείων διαμέσου των οπών σε διαδρομές σήματος υψηλής ταχύτητας-προσθέτουν 1-2NH παρασιτικής επαγωγής, προκαλώντας αντανάκλαση.
B.solution: Χρησιμοποιήστε τυφλά βήματα για σήματα εξωτερικού στρώματος (π.χ., στρώμα 1 → 2) και θαμμένα βήματα για συνδέσεις εσωτερικού στρώματος (π.χ. στρώμα 3 → 4). Αποφύγετε μέσω stubs> 0,5mm.

4. Αναντιστοιχία CTE μεταξύ των στρωμάτων
A.Mistake: Χρήση υλικών με πολύ διαφορετικό CTE (π.χ., Rogers RO4350 (14 ppm/° C) και καθαρός πυρήνας αλουμινίου (23 ppm/° C)) - προκαλεί αποκόλληση κατά τη διάρκεια της θερμικής κύκλησης.
B.solution: Ταιριάξτε CTE των παρακείμενων στρωμάτων. Για παράδειγμα, ζεύγος Rogers RO4350 με Rogers 4450F Prepreg (14 ppm/° C) και αποφύγετε την ανάμειξη ανόμοιων υλικών.

5. Αγνοώντας τις ανοχές της κατασκευής
A.Mistake: Σχεδιασμός για ιδανικές διαστάσεις (π.χ. ίχνη 0,15mm) χωρίς να υπολογίζεται η ανοχή χάραξης (± 0,02mm) -Sults σε παραλλαγές σύνθετης αντίστασης> ± 10%.
B.solution: Προσθέστε 10% περιθώριο σε ιχνοστοιχείες (π.χ. Σχεδιασμός ίχνη 0.17mm για στόχο 0.15mm). Εργαστείτε με τους κατασκευαστές για να επιβεβαιώσετε τις ανοχές της διαδικασίας τους.

Εφαρμογή πραγματικού κόσμου: stackup HDI 10 επιπέδων για μικρά κύτταρα 5G
Ένας κορυφαίος OEM τηλεπικοινωνιών χρειάστηκε ένα PCB HDI 10 επιπέδων για το μικρό κύτταρο των 5G, με απαιτήσεις:

A.Support 28Ghz Mmwave (απώλεια σήματος <4db άνω των 5cm).
B. Handle 4x 2.5Gbps Ethernet θύρες.
C.FIT σε περίβλημα 120mm × 120mm.

Σχεδίαση στοίβου
Επιλέγει τη διαμόρφωση υψηλής ταχύτητας (4+2+4) με:

A.Layers 1,3,8,10: Rogers RO4350 (28GHz MMWAVE, 10GBPS Ethernet).
B.Layers 2,4,7,9: 1oz Στερεά επίπεδα εδάφους (κάλυψη 95%).
C.Layers 5-6: High-TG FR4 (ισχύς 3.3V, 1oz χαλκός).
D.Vias: 60 μm τυφλά VIAs (στρώμα 1 → 2, 10 → 9), 80 μm θαμμένα VIAs (στρώμα 3 → 4, 7 → 8).

Αποτελέσματα δοκιμών SI

Αποτέλεσμα
Α. Το μικρό κύτταρο συναντήθηκε με 5G NR (3GPP απελευθέρωση 16) για την ποιότητα του σήματος.
Οι δοκιμές B.field έδειξαν 20% καλύτερη κάλυψη από τον προηγούμενο σχεδιασμό HDI 6 επιπέδων.
Η απόδοση του Manufacturing έφτασε το 92% με διαδοχική πλαστικοποίηση και οπτική ευθυγράμμιση.

Συχνές ερωτήσεις περίπου 10 επιπέδων HDI PCB stackups
Ε1: Πόσος χρόνος χρειάζεται για να σχεδιαστεί ένα stackup HDI 10 επιπέδων;
Α: Για έναν έμπειρο μηχανικό, το Stackup Design διαρκεί 2-3 ημέρες - συμπεριλαμβανομένης της επιλογής υλικών, των υπολογισμών σύνθετης αντίστασης και των ελέγχων DFM. Η προσθήκη προσομοίωσης SI (π.χ. Hyperlynx) προσθέτει 1-2 ημέρες, αλλά είναι κρίσιμη για τα σχέδια υψηλής ταχύτητας.

Ε2: Μπορούν να είναι ευέλικτοι 10 στρώσεις HDI.
Α: Ναι -χρήση υπόστρωμα πολυϊμιδίου (TG 260 ° C) και έλασης χαλκού για όλα τα στρώματα. Οι ευέλικτες στοίβες HDI 10 στρώσεων υποστηρίζουν ακτίνες κάμψης 0,5mm και είναι ιδανικές για φορητά ή πτυσσόμενα τηλέφωνα. Σημείωση: Τα ευέλικτα σχέδια απαιτούν διαδοχική πλαστικοποίηση και κόστος 3 φορές περισσότερο από άκαμπτες εκδόσεις.

Ε3: Ποιο είναι το ελάχιστο πλάτος ιχνοστοιχείου/απόσταση για HDI 10 επιπέδων;
Α: Οι περισσότεροι κατασκευαστές υποστηρίζουν 20/20μm (0,8/0,8mil) με χάραξη λέιζερ. Οι προηγμένες διαδικασίες (βαθιά λιθογραφία UV) μπορούν να φτάσουν τα 15/15μm, αλλά αυτό προσθέτει το 20% στο κόστος. Για τα σήματα 28GHz, 20/20μm είναι το πρακτικό ελάχιστο για να αποφευχθεί η υπερβολική απώλεια.

Ε4: Πόσο κοστίζει το κόστος HDI PCB 10 επιπέδων έναντι HDI 6 επιπέδων;
A: Ένα PCB HDI 10 επιπέδων κοστίζει 2,5 φορές περισσότερο από ένα HDI 6 επιπέδων (π.χ. $ 50 έναντι $ 20 ανά μονάδα για 100k μονάδες). Το ασφάλιστρο προέρχεται από επιπλέον στρώματα, διαδοχική πλαστικοποίηση και υλικά υψηλής ταχύτητας (Rogers). Για μεγάλες διαδρομές, το κόστος ανά μονάδα μειώνεται στα $ 35- $ 40.

Ε5: Ποιες δοκιμές απαιτούνται για το 10-στρώμα HDI Stackup SI;
Α: Οι βασικές δοκιμές περιλαμβάνουν:

a.tdr (ανακλασόμετρο χρονικού τομέα): Μετράει αντίσταση και μέσω αντανακλάσεων.
B.VNA (Αναλυτής Δικτύου Vector): Δοκιμές απώλεια σήματος και διαταραχή σε συχνότητες στόχου (28GHz+).
Γ. Θερμική κύκλιση: επικυρώνει την αξιοπιστία (-40 ° C έως 125 ° C, 1.000 κύκλους).
Επιθεώρηση ακτίνων DX: Έλεγχοι μέσω πλήρωσης και ευθυγράμμισης στρώματος.

Σύναψη
Το 10-layer HDI PCB Stackup Design είναι μια πράξη εξισορρόπησης-ανάμεσα στην πυκνότητα και το SI, το κόστος και την απόδοση, και την παραγωγή και την αξιοπιστία. Όταν γίνει σωστά, ένα 10-στρώμα HDI Stackup παραδίδει 2x την πυκνότητα συνιστωσών των τυποποιημένων PCB, υποστηρίζει τα σήματα 28GHz+ MMWAVE και μειώνει το EMI κατά 40%-καθιστώντας το απαραίτητο για 5G, EVS και αεροδιαστημική.

Το κλειδί για την επιτυχία βρίσκεται σε:

1. Κοιτάζοντας τη σωστή διαμόρφωση stackup (ισορροπημένη για μικτό σήμα, απομόνωση για υψηλή ταχύτητα).
2. Επιλογή υλικών που δίνουν προτεραιότητα στο SI (Rogers για υψηλής ταχύτητας, υψηλής TG FR4 για κόστος).
3.Προσεπίστε την αντίσταση, τη δρομολόγηση ιχνοστοιχείων και τη θερμική διαχείριση για τη διατήρηση της ποιότητας του σήματος.
4. Αποφυγή κοινών λαθών όπως μικτά στρώματα σήματος/ισχύος ή ανεπαρκής κάλυψη εδάφους.

Καθώς τα ηλεκτρονικά αναπτύσσονται πιο πολύπλοκα, η HDI 10 επιπέδων θα παραμείνει μια κρίσιμη τεχνολογία-γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ μικροσκοπικοποίησης και απόδοσης. Με τις ιδέες σε αυτόν τον οδηγό, θα είστε σε θέση να σχεδιάσετε stackups που πληρούν τα αυστηρότερα πρότυπα, να μειώσετε τα ελαττώματα παραγωγής και να παραδώσετε προϊόντα που ξεχωρίζουν σε μια ανταγωνιστική αγορά.

Για τους κατασκευαστές, η συνεργασία με ειδικούς HDI (όπως το LT Circuit) εξασφαλίζει ότι το stackup σας είναι έτοιμο για παραγωγή-με διαδοχική πλαστικοποίηση, γεώτρηση με λέιζερ και δοκιμές SI που επικυρώνει κάθε σχέδιο. Με το σωστό stackup και τον συνεργάτη, τα PCB HDI 10 επιπέδων δεν πληρούν μόνο τις προδιαγραφές-επαναπροσδιορίζουν το δυνατόν.