Tre decisioni determinano il comportamento di un circuito Rogers in fabbricazione e assemblaggio: il laminato che scegli, il modo in cui realizzi lo stack-up e quale finitura superficiale applichi sui pad. Scegli il laminato in base al Dk richiesto dal tuo progetto e alla tolleranza sul Dk che puoi accettare. Mantieni lo stack-up tutto in Rogers e fornisci lo spessore dielettrico su cui si basa il tuo modello di impedenza. Scegli tra ENIG, argento a immersione, stagno a immersione o OSP, perché l’HASL non è disponibile su queste schede.
Le sezioni seguenti esaminano ogni decisione così come la vediamo dal lato della fabbricazione.
Quale laminato Rogers è adatto a quale lavoro?
Parti dal Dk richiesto dal tuo circuito, quindi osserva con quanta precisione viene controllato quel Dk. L’immagine sotto mostra il laminato che utilizziamo come riferimento per le schede ad alta frequenza, con Dk misurato a 10 GHz:
RO4350B è il punto di partenza della maggior parte dei progetti RF, e per una buona ragione. È la richiesta più comune che riceviamo e la tolleranza del Dk è sufficientemente stretta da raramente determinare l’errore di impedenza. Se la tua simulazione è stata eseguita su RO4003C, non passare a RO4350B per "saltare un passaggio". La differenza di 0,10 nel Dk modifica le larghezze delle linee e dovresti comunque rieseguire il modello.
RO3010 è l’anomalia. Un Dk di 10,2 produce linee strette e strutture piccole, che è proprio l’obiettivo, ma significa anche che la tolleranza di incisione conta di più perché tutto è più piccolo. RT5880 e RO3003 si comportano in modo diverso rispetto alla famiglia RO4000 durante la foratura e la movimentazione, quindi se il tuo progetto li utilizza, informaci in anticipo. Le impostazioni specifiche di processo per ciascun laminato sono qualcosa da confermare con il nostro team di ingegneria prima di finalizzare il layout.
Il nostroPagina dei materiali PCBelenca la gamma di materiali più ampia, ma per il lavoro RF la tabella sopra è la lista pratica ristretta.
Cosa dovresti specificare nello stack-up?
Realizziamo circuiti stampati Rogers da 2 a 24 strati, con spessore finito da 0,4 a 5,0 mm e rame finito da 0,5 a 2 oz. All’interno di questo intervallo, alcuni accorgimenti mantengono la struttura impilata realizzabile e l’impedenza prevedibile.
Mantieni la struttura interamente Rogers. Ogni strato di base e ogni strato di incollaggio appartengono alla famiglia Rogers, e il set di prepreg include Rogers 4450F. Mescolare diverse famiglie di laminati in un unico stack introduce problematiche di laminazione e di registrazione che esulano da quanto descritto qui, quindi questo articolo non le tratta. Se il tuo progetto richiede qualcosa di diverso, invialo e lo esamineremo separatamente.
Costruisci l’impilaggio in modo simmetrico attorno al centro. Una costruzione asimmetrica su un circuito sottile è il motivo più comune per cui riceviamo reclami per imbarcamento, ed è anche la cosa più economica da correggere sulla carta prima che l’ordine venga effettuato.
Indica gli spessori dei dielettrici utilizzati nel tuo calcolo di impedenza, non solo lo spessore totale del circuito stampato. Un circuito finito da 1,6 mm può essere costruito in diversi modi, e le tue piste a impedenza controllata corrisponderanno al tuo modello solo se il dielettrico tra la pista e il suo piano di riferimento coincide con quanto hai ipotizzato. Proporremo noi una stackup se non ne hai già una, ma preferiremmo verificare la tua.
Indicare quali layer presentano impedenza controllata e il valore target con la relativa tolleranza per ciascuno. La nostra tolleranza di impedenza è ±10%. Se il tuo progetto richiede una tolleranza più stretta, confermalo con il nostro team di ingegneria prima di finalizzare il layout, perché ciò cambia le modalità di verifica e potrebbe modificare la struttura.
Il peso del rame merita una rapida considerazione. Un rame più spesso su uno strato di segnale RF rende più difficile mantenere geometrie fini; quindi, se la tua sezione di potenza richiede 2 oz e la tua sezione RF necessita di piste sottili, parlane con noi per valutare come suddividerle tra i vari strati.
Quanto possono essere ridotti il tracciato, la spaziatura e l’impedenza?
La nostra larghezza minima delle tracce e la distanza tra esse è di 3/3 mil, con un anello anulare minimo di 4 mil e un foro di perforazione minimo di 6 mil. La tolleranza di impedenza è ±10%.
Quelli sono valori minimi e non progetteremmo una linea RF per lavorare esattamente su di essi. Le linee strette su un laminato ad alto Dk come il RO3010 lasciano pochissimo margine per le variazioni di incisione, quindi la larghezza finale si discosta maggiormente da quella disegnata in termini relativi. Dai alle tracce RF critiche un certo margine e mantieni la geometria minima solo per i punti che ne hanno davvero bisogno, come le fughe dei pad a passo fine.
Vale la pena verificare la tolleranza della Dk per sicurezza. Una variazione di ±0,05 su RO4350B è minima rispetto a un margine di impedenza del ±10%, quindi in pratica sono di solito l’incisione e lo spessore del dielettrico a dominare l’errore, non il laminato. Se stai cercando un’alta accuratezza dell’impedenza, guarda alla tolleranza della larghezza della traccia e al tuo spaziamento dielettrico prima di incolpare il materiale.
Rame pesante combinato con geometria 3/3 mil non è una combinazione da dare per scontata. Verificatela con il nostro team di ingegneria per il vostro specifico spessore di rame.
Per esercitarsi nel layout che si colloca a monte di tutto questo, il nostrolayout ad alta velocitàl'articolo tratta delle decisioni di instradamento che influiscono sul modo in cui la scheda viene fabbricata.
Quali finiture superficiali funzionano sui circuiti RF e perché l’HASL non viene proposta
Per i circuiti Rogers offriamo quattro finiture: ENIG, argento a immersione, stagno a immersione e OSP. Ognuna presenta un diverso compromesso.
ENIG.Piazzole piatte, adatte ai componenti a passo fine e a una lunga conservazione. Alcuni progettisti RF evitano di avere uno strato di nichel sotto le linee di trasmissione critiche a causa del comportamento del nichel alle alte frequenze. Altri lo accettano. Questa è una scelta che riguarda il vostro budget di perdite, non il nostro.
Argento a immersione.Piatti e saldabili, e una scelta comune quando lo strato di nichel è un problema. Necessitano di un confezionamento e di una manipolazione accurati, perché l’argento si ossida se i circuiti rimangono esposti all’aria.
Stagnatura a immersione.Piatta, con saldabilità che dipende dal tempo di stoccaggio. Pianifica di conseguenza la data di assemblaggio.
OSP.Rame nudo sotto un sottile rivestimento organico. È la finitura più semplice, ma il rivestimento si degrada a ogni passaggio di rifusione, quindi è adatta a schede che subiscono un solo ciclo di assemblaggio.
L'HASL non fa parte della nostra offerta per queste schede. La superficie è irregolare, il che danneggia il posizionamento a passo fine ed è poco adatta ai pad RF, dove la geometria è importante. Inoltre, l’immersione nella saldatura fusa sottopone il laminato a uno shock termico che preferiamo non applicare a un materiale che avete scelto con cura per le sue caratteristiche elettriche.
Se non sei sicuro tra ENIG e argento, dicci il passo dei pad, il numero di cicli di rifusione e per quanto tempo le schede resteranno ferme prima dell’assemblaggio. Questi tre dati di solito sono sufficienti per decidere.
Note di perforazione e manipolazione che influiscono sulla resa
Le dimensioni dei fori e l’anello anulare sono i punti in cui i progetti Rogers incontrano più spesso problemi. I valori minimi sono un foro da 6 mil e un anello anulare da 4 mil. Su un circuito spesso, un foro piccolo aumenta rapidamente il rapporto d’aspetto. Se stai combinando una struttura da 5,0 mm con vias di piccole dimensioni, verifica il rapporto d’aspetto con il nostro team di ingegneria prima di effettuare il routing.
I laminati a base di PTFE richiedono una preparazione delle pareti dei fori diversa rispetto all’epossidico‑vetro e i laminati morbidi si segnano facilmente. Noi li gestiamo di conseguenza, ma puoi contribuire evitando conteggi di via non necessari sotto i componenti RF e non collocando fori alesati proprio sul bordo del contorno della scheda.
I nuclei sottili sono fragili. Con uno spessore finito di 0,4 mm, la scheda necessita di supporto durante la manipolazione, e ciò influisce sulla progettazione del pannello. Chiedeteci informazioni sulla pannellizzazione se la vostra scheda è sottile e di grandi dimensioni.
I parametri specifici di foratura, i requisiti di cottura e le condizioni di stoccaggio dipendono dal laminato. Non li pubblichiamo qui. Confermate con il nostro team di ingegneria per il materiale che avete scelto.
Nostrofabbricazione di PCB ad alta frequenzala pagina descrive i tipi di schede coperti da questo processo.
Cosa inviare con il tuo ordine della scheda RF
Un pacchetto completo evita un giro di domande e, sulle schede Rogers, evita anche un giro di ricalcolo dell’impedenza. Di solito chiediamo:
File Gerber, con un file di foratura e un contorno della scheda ben definito
Il nome del laminato e lo spessore per ogni anima, e il prepreg che ti aspetti
Peso finale del rame per strato
Il disegno di stack-up, con gli strati a impedenza controllata contrassegnati e i valori target indicati
Obiettivo di impedenza e tolleranza per ciascuna rete controllata
Scelta della finitura superficiale tra ENIG, argento a immersione, stagno a immersione o OSP
Qualsiasi requisito relativo a via o foro che si avvicini ai valori minimi (foro da 6 mil, anello anulare da 4 mil)
Classe di qualità, se hai bisogno di qualcosa di diverso dal nostro standard IPC Classe 2
Una nota sui piani di assemblaggio, incluso il numero di cicli di rifusione, se le schede verranno assemblate
Lavoriamo a partire dai file Gerber. Non forniamo servizi di progettazione degli schemi elettrici, quindi il progetto elettrico deve essere completato prima dell’arrivo del pacco.
Domande frequenti
Potete mantenere una impedenza più stretta di ±10% sulle schede Rogers?La nostra tolleranza standard è ±10%. Se il tuo progetto richiede una tolleranza più stretta, invia lo stack-up e i valori target e conferma con il nostro team di ingegneria. Non dare per scontato che verrà accettato solo perché la tolleranza di Dk del laminato è ristretta, poiché l’incisione e lo spessore del dielettrico di solito influenzano il risultato più del Dk.
Il Dk è indicato a 10 GHz. Quale valore di Dk dovrei usare nel mio modello?I valori di datasheet in questo articolo sono riferiti a 10 GHz. Se il tuo progetto funziona a un’altra frequenza, chiedi quale Dk consigliamo per il modello e conferma il valore con il nostro team di ingegneria prima di finalizzare le larghezze delle linee. Non indichiamo una frequenza operativa massima per alcun laminato in questa sede.
Costruite circuiti stampati Rogers secondo lo standard IPC Classe 3?Il nostro standard è IPC Classe 2. Se il tuo progetto richiede qualcosa di diverso, segnalalo al nostro team di ingegneria nella fase di preventivo.
Ti occupi anche della progettazione RF vera e propria?No. Produciamo a partire dai tuoi file Gerber e non offriamo la progettazione dello schema. Possiamo esaminare lo stack-up e gli aspetti di fabbricazione e dirti dove il progetto è vicino a un limite.
Le schede possono andare direttamente all'assemblaggio?L’assemblaggio viene quotato separatamente. Informateci già in fase di preventivo PCB che è previsto l’assemblaggio, insieme alla finitura scelta e al numero previsto di cicli di rifusione, in modo che la finitura e il piano siano coerenti. I dettagli del profilo di rifusione per il vostro laminato specifico vanno confermati con il nostro team di ingegneria.
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Risorse utili
•Materiali ad alta frequenza: Rogers vs FR-4
•Controllo dell'impedenza nei PCB
•Introduzione e confronto delle finiture superficiali PCB
•ENIG vs Argento Immersione: Confronto delle Finiture Superficiali
