Placă Multistrat 6 Straturi
Cu două straturi mai mult decât o placă cu 4 straturi obțineți densitate reală de rutare și încă două straturi de semnal la dispoziție — cu prețul unor toleranțe de aliniere a straturilor mai strânse și a unei construcții semnificativ mai pretențioase. Iată exact cum se construiește o placă cu 6 straturi, ce anume e mai greu la ea și ce clase IPC și toleranțe se aplică.
Patru straturi de semnal, două plane dedicate
O placă cu 6 straturi poartă de obicei patru straturi de semnal plus două straturi de plan, aranjate comun ca Semnal – Masă – Semnal – Semnal – Alimentare – Semnal sau un tipar similar care păstrează un plan de referință adiacent fiecărui strat de semnal. Cu doar două straturi de plan disponibile, o interfață semnal-semnal este de regulă inevitabilă — soluția este să rămână una singură, plasată pe cele două straturi cele mai interioare, ca în exemplul de mai jos, și rutate ortogonal una față de cealaltă (sau tratate ca pereche strâns cuplată) în loc să funcționeze ca două straturi single-ended independente. O a doua interfață semnal-semnal oriunde altundeva în stivă, sau una aflată pe un strat exterior, este ceea ce rupe efectiv continuitatea căii de întoarcere și este constant menționată drept cea mai proastă alegere EMC la 6 straturi.
Cele două straturi în plus față de o placă cu 4 straturi aduc densitate reală de rutare, spațiu pentru mai multe linii de alimentare izolate și straturi de semnal care au fiecare cel puțin un plan de referință adiacent — cu prețul unei construcții cu adevărat mai pretențioase: mai multe cicluri de expunere/corodare/AOI pe straturile interioare, toleranță de aliniere a straturilor mai strânsă cumulată pe mai multe interfețe și mult mai multe combinații de perechi de straturi de verificat electric.
- Infrastructură de telecomunicații & rețea
- Controlere de automatizare industrială
- Module auto adiacente ADAS și Ethernet
- Sisteme embedded și mixte mai dense
- Proiecte cu mai multe linii de alimentare izolate
Procesul de fabricație — și ce e mai greu decât la 4 straturi
O placă standard cu 6 straturi, doar cu via-uri traversante, se construiește tot din mai multe miezuri și prepreg presate într-un singur ciclu de laminare — cicluri de presare cu adevărat separate, secvențiale, sunt rezervate proiectelor care au nevoie de via-uri blind sau buried. Ce chiar se îngreunează la 6 straturi este alinierea straturilor, volumul de inspecție și complexitatea testului electric.
Expunere & corodare strat interior
Se aplică acum pe două miezuri dublu placate (patru straturi interioare) în loc de unul — dublul muncii de expunere și corodare a straturilor interioare față de o placă cu 4 straturi.
AOI strat interior
Fiecare strat interior este inspectat optic înainte de layup — cu mai multe straturi, sunt mai multe treceri și mai multe șanse de a prinde un defect înainte să devină permanent.
Tratament oxid
Fiecare miez interior primește un tratament oxid negru/maro pentru a mări rugozitatea cuprului, necesară pentru o legătură fiabilă cu prepreg-ul din jur.
Stivuire (layup)
Două miezuri interioare, foi de prepreg și foliile exterioare sunt stivuite în secvența corectă. Alinierea straturilor (înregistrarea) este mai critică aici decât la 4 straturi — pur și simplu sunt mai multe interfețe miez/prepreg care trebuie să se alinieze toate.
Laminare
Întreaga stivă cu șase straturi este presată sub căldură și presiune într-un singur ciclu de presare, legând fiecare strat într-o placă solidă.
Găurire
O gaură traversantă standard trece în continuare prin toate cele șase straturi, dacă nu s-au specificat via-uri blind sau buried — care devin cu adevărat mai utile la 6 straturi, permițând unui via să se oprească la un strat interior în loc să găurească prin straturi fără legătură.
Desmear / etchback (îndepărtare reziduu rășină)
Reziduul de rășină este îndepărtat din fiecare perete de gaură — cu mai multe inele de cupru de strat interior expuse în fiecare gaură, sunt mai multe interfețe care fiecare au nevoie de o conexiune curată.
Placare PTH
Placarea electroless și electrolitică de cupru formează peretele metalizat care conectează toate cele șase straturi, având acum nevoie de contact fiabil pe șase inele reziduale în loc de patru.
Expunere & corodare strat exterior
Modelul final de circuit exterior este expus și corodat pe ambele folii de cupru exterioare.
Mască de lipire & serigrafie
Se aplică și se polimerizează pe ambele fețe exterioare, ca standard.
Finisaj de suprafață
Aplicat pe fiecare pad expus pentru lipire fiabilă, fără oxidare.
Frezare de contur
Plăcile sunt tăiate din panoul de producție la conturul final.
Test electric
Numărul de combinații pereche-strat și pereche-net de verificat pentru izolare crește rapid cu numărul de straturi — acest pas este vizibil mai laborios decât pe o placă cu 4 straturi, iar panourile mai groase au nevoie de fixturi suplimentare pentru a preveni curbarea la testare.
Verificare aliniere straturi (registration)
Inspecția cu raze X sau secțiune transversală contează și mai mult aici — riscul de dezaliniere cumulativă crește cu fiecare interfață de strat adăugată, iar o eroare de aliniere micșorează zona de contact dintre un via și padul lui de captură.
Control final
O ultimă trecere optică pe straturile exterioare, apoi inspecție dimensională și vizuală față de desen și clasa IPC convenită.
Mai multe miezuri, mai mult echilibru de cupru de gestionat
O stivă cu 6 straturi este construită din două miezuri dublu placate (formând cele patru straturi interioare) plus prepreg și folie de cupru exterioară, combinate pentru a atinge grosimea totală țintă. Materialul High-Tg (170°C+) este alegerea implicită mai sigură la acest număr de straturi, nu doar o opțiune superioară — reflow-ul fără plumb la 245–260°C pune o solicitare termică reală printr-o stivă mai groasă, mai complexă, iar materialul cu Tg standard este mai predispus la delaminare sub acea solicitare.
Echilibrul de cupru contează mai mult la 6 straturi decât la 4. Păstrarea acoperirii de cupru în limita a aproximativ 10–15% între straturi adiacente este recomandarea standard — plăcile cu peste ~20% dezechilibru între straturi adiacente sunt semnificativ mai predispuse la curbare în timpul laminării, iar cu șase straturi sunt pur și simplu mai multe perechi de straturi adiacente unde acel dezechilibru se poate strecura. Cuprul nefuncțional ("thieving") din zonele rare este soluția standard, ieftină.
Reguli de layout & DFM pentru plăci cu 6 straturi
Straturile în plus dau roade doar dacă stiva și strategia de via-uri sunt planificate deliberat.
Clase IPC & standarde de calitate
Plăcile cu 6 straturi ajung suficient de des în utilizări pretențioase încât Clasa 3 este o specificație comună, nu una excepțională.
| Clasă IPC-6012 | Utilizare tipică | Aliniere straturi (registration) |
|---|---|---|
| Clasa 1 | Electronice generale de consum | — |
| Clasa 2 | Electronice de serviciu dedicat — pragul comun pentru 6 straturi | ≈ ±75 µm (3 mil) |
| Clasa 3 | Fiabilitate ridicată — telecomunicații, industrial, aerospațial — comun specificată la 6 straturi | ≈ ±50 µm (2 mil) |
Clasa 3 mai strânge și cerințele de inel anular minim și grosime de placare, iar dacă proiectul folosește via-uri blind sau buried, acestea primesc propriile reguli specifice clasei de umplere și pad de captură pentru a preveni capcanarea de flux și migrarea electrochimică. Ca și la 4 straturi, IPC-A-600 stabilește criteriile de acceptare vizuală, IPC-2221/2222 guvernează regulile de design de bază, iar secționarea transversală conform IPC-TM-650 Metoda 2.1.1 e modul în care alinierea straturilor și calitatea placării se verifică efectiv pe o placă finită.
Specificațiile noastre reale pentru plăci cu 6 straturi
Tot ce este mai sus este practică generală din industrie. Iată ce construim de fapt, intern, la Iași.
| Grosime placă | 0,51 – 2,4 mm |
| Grosime cupru | 18 / 35 / 50 / 70 µm |
| Temperatură tranziție vitroasă (Tg) | 135 °C standard, 150 °C sau 170 °C la cerere |
| Pistă / izolație minimă | 0,15 mm / 0,15 mm |
| Gaură minimă | 0,3 mm (pad 0,5 mm) |
| Panou maxim (4–6 straturi) | 335 × 440 mm |
| Mască de lipire | Verde, alb, negru, roșu, albastru, galben |
| Finisaj de suprafață | HASL-LF (fără plumb, conform RoHS) |
| Testare | Testare electrică 100% (scurtcircuit și circuit deschis, flying probe) și inspecție AOI pe fiecare placă |
Gata să calculați prețul unei plăci cu 6 straturi?
Configurați straturile, dimensiunile și finisajul și obțineți o ofertă instant.