มีการตัดสินใจอยู่สามอย่างที่กำหนดลักษณะการทำงานของบอร์ด Rogers ในกระบวนการผลิตและการประกอบ: แผ่นลามิเนตที่คุณเลือก, วิธีการสร้างโครงสร้างเลเยอร์ (stack-up) และชนิดของผิวหน้าแผ่นทองแดงบนแพด เลือกแผ่นลามิเนตจากค่า Dk ที่การออกแบบของคุณต้องการและค่าความคลาดเคลื่อนของ Dk ที่คุณยอมรับได้ รักษาโครงสร้างเลเยอร์ให้เป็น Rogers ล้วน และระบุความหนาของไดอิเล็กทริกตามที่โมเดลอิมพีแดนซ์ของคุณกำหนด เลือกใช้ ENIG, immersion silver, immersion tin หรือ OSP เนื่องจากบอร์ดประเภทนี้ไม่มีบริการเคลือบผิวแบบ HASL
ส่วนด้านล่างนี้จะอธิบายการตัดสินใจแต่ละข้อจากมุมมองของฝ่ายการผลิต
ลามิเนต Rogers แบบใดเหมาะกับงานใด?
เริ่มจากค่า Dk ที่วงจรของคุณต้องการ จากนั้นพิจารณาว่าควบคุมค่า Dk นั้นได้แม่นยำเพียงใด ภาพด้านล่างแสดงลามิเนตที่เราอ้างอิงสำหรับแผงวงจรความถี่สูง โดยมีการวัดค่า Dk ที่ความถี่ 10 GHz:
RO4350B เป็นจุดเริ่มต้นของโปรเจกต์ RF ส่วนใหญ่ และด้วยเหตุผลที่ดี มันเป็นวัสดุที่มีการใช้งานมากที่สุดที่เราเห็น และค่าความคลาดเคลื่อนของ Dk ก็ตึงพอที่จะไม่ค่อยทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์ หากการจำลองของคุณทำบน RO4003C อย่าเปลี่ยนไปใช้ RO4350B เพื่อ "ประหยัดขั้นตอน" ความแตกต่างของค่า Dk ที่ 0.10 จะทำให้ความกว้างลายทองแดงเปลี่ยนไป และคุณก็จะต้องรันโมเดลใหม่อยู่ดี
RO3010 เป็นข้อยกเว้น ค่า Dk เท่ากับ 10.2 ทำให้ได้ลายวงจรที่แคบและโครงสร้างขนาดเล็ก ซึ่งก็คือจุดประสงค์ แต่ก็หมายความว่าความคลาดเคลื่อนของการกัดลายมีผลมากขึ้นเพราะทุกอย่างมีขนาดเล็กลง RT5880 และ RO3003 มีพฤติกรรมแตกต่างจากตระกูล RO4000 ระหว่างการเจาะและการจัดการ ดังนั้นหากการออกแบบของคุณใช้วัสดุเหล่านี้ โปรดแจ้งเราแต่เนิ่น ๆ รายละเอียดการตั้งค่ากระบวนการสำหรับลามิเนตแต่ละชนิดควรยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเราก่อนที่คุณจะยืนยันเลย์เอาต์
ของเราหน้าวัสดุ PCBแสดงช่วงวัสดุที่กว้างกว่า แต่สำหรับงาน RF แล้ว ตารางด้านบนคือรายการสั้น ๆ ที่ใช้ได้จริง
คุณควรกำหนดอะไรไว้ในโครงสร้างชั้นของบอร์ด?
เราออกแบบบอร์ด Rogers ตั้งแต่ 2 ถึง 24 เลเยอร์ โดยมีความหนาสำเร็จตั้งแต่ 0.4 ถึง 5.0 มม. และทองแดงสำเร็จตั้งแต่ 0.5 ถึง 2 ออนซ์ ภายในช่วงดังกล่าว มีหลายปัจจัยที่ช่วยให้การสร้างโครงสร้างชั้นบอร์ดทำได้จริงและค่าความต้านทานอิมพีแดนซ์คาดการณ์ได้อย่างแม่นยำ
รักษาโครงสร้างให้เป็นของ Rogers แท้ทั้งหมด ชั้นแกน (core) ทุกชั้นและชั้นบอนดิ้งทุกชั้นต้องมาจากตระกูลวัสดุของ Rogers และชุดพรีเพรกต้องรวมถึง Rogers 4450F การผสมวัสดุแลมมิเนตคนละตระกูลไว้ในสแตกเดียวกันจะทำให้เกิดคำถามด้านการอัดประกบ (lamination) และการลงทะเบียน (registration) ที่อยู่นอกเหนือขอบเขตที่เราอธิบายไว้ที่นี่ ดังนั้นบทความนี้จึงไม่ครอบคลุมหัวข้อนั้น หากการออกแบบของคุณต้องการสิ่งที่แตกต่างออกไป กรุณาส่งรายละเอียดมา แล้วเราจะพิจารณาให้แยกต่างหาก
สร้างโครงสร้างเลเยอร์ของบอร์ดให้สมมาตรรอบจุดกึ่งกลาง การออกแบบโครงสร้างที่ไม่สมมาตรบนบอร์ดที่บางเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของปัญหาบอร์ดโก่งตัว และยังเป็นสิ่งที่แก้ไขได้ง่ายและประหยัดที่สุดบนแบบร่างก่อนที่จะสั่งผลิตจริง
ระบุความหนาของไดอิเล็กทริกที่คุณใช้ในการคำนวณอิมพีแดนซ์ ไม่ใช่เพียงแค่ความหนารวมของบอร์ดเท่านั้น แผ่นบอร์ดสำเร็จรูปหนา 1.6 มม. สามารถผลิตได้หลายวิธี และลายวงจรควบคุมอิมพีแดนซ์ของคุณจะตรงกับแบบจำลองของคุณก็ต่อเมื่อชั้นไดอิเล็กทริกระหว่างลายวงจรกับระนาบอ้างอิงตรงกับสิ่งที่คุณกำหนดไว้ เราจะเสนอรูปแบบการผลิตให้หากคุณยังไม่มี แต่เราอยากตรวจสอบของคุณมากกว่า
ระบุเลเยอร์ที่มีอิมพีแดนซ์ควบคุม รวมถึงค่าเป้าหมายและค่าความเผื่อของแต่ละเลเยอร์ ค่าความเผื่ออิมพีแดนซ์ของเราคือ ±10% หากการออกแบบของคุณต้องการค่าความเผื่อที่เข้มงวดกว่านี้ โปรดยืนยันกับทีมวิศวกรของเราก่อนสรุปเลย์เอาต์ เนื่องจากจะมีผลต่อวิธีการตรวจสอบของเราและอาจทำให้โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไป
น้ำหนักทองแดงเป็นประเด็นที่ควรพิจารณาอย่างรวดเร็ว ทองแดงที่หนากว่าบนเลเยอร์สัญญาณ RF ทำให้รักษาความละเอียดของลายวงจรขนาดเล็กได้ยากขึ้น ดังนั้นถ้าส่วนจ่ายพลังงานของคุณต้องใช้ทองแดง 2 ออนซ์ และส่วน RF ของคุณต้องการลายวงจรขนาดเล็ก โปรดติดต่อเราเพื่อปรึกษาเกี่ยวกับการแบ่งการใช้งานทองแดงระหว่างเลเยอร์ต่าง ๆ
ระยะร่องลายทองแดง ระยะห่าง และค่าความต้านทานอิมพีแดนซ์สามารถกำหนดได้แน่นแค่ไหน?
ความกว้างและระยะห่างลายทองแดงขั้นต่ำของเราคือ 3/3 mil โดยมีวงแหวนล้อมรูขั้นต่ำ 4 mil และขนาดรูเจาะขั้นต่ำ 6 mil ค่าความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์คือ ±10%
ค่าดังกล่าวเป็นเพียงค่าต่ำสุดเท่านั้น และเราไม่ควรออกแบบไลน์ RF ให้ทำงานอยู่ที่ขีดจำกัดนั้น ลายวงจรที่แคบบนลามิเนตที่มีค่า Dk สูงเช่น RO3010 จะมีระยะเผื่อสำหรับความคลาดเคลื่อนจากการกัดทองแดงน้อยมาก ทำให้ความกว้างที่ผลิตจริงคลาดเคลื่อนไปจากความกว้างตามแบบมากขึ้นในเชิงสัดส่วน ควรเผื่อระยะให้กับร่องรอย RF ที่สำคัญ และเก็บการใช้มิติขั้นต่ำไว้เฉพาะในตำแหน่งที่จำเป็นจริง ๆ เช่น บริเวณ escape ของแผ่นรองขนาดละเอียด (fine-pitch pad escapes)
ความทนทานต่อค่า Dk คุ้มค่าที่จะตรวจสอบเพื่อความมั่นใจ การแกว่งตัวที่ ±0.05 บน RO4350B นั้นเล็กมากเมื่อเทียบกับงบประมาณอิมพีแดนซ์ที่ ±10% ดังนั้นในการใช้งานจริง ความคลาดเคลื่อนของการกัดลายทองแดงและความหนาของไดอิเล็กทริกมักเป็นตัวแปรหลักของความคลาดเคลื่อน ไม่ใช่ตัวลามิเนต หากคุณต้องการความแม่นยำของอิมพีแดนซ์ ให้ดูที่ค่าความคลาดเคลื่อนของความกว้างลายเส้นและระยะห่างของไดอิเล็กทริกก่อนที่จะโทษตัววัสดุ
การใช้ทองแดงหนาร่วมกับโครงสร้างลายวงจร 3/3 mil ไม่ใช่สิ่งที่ควรสันนิษฐานเอาเอง โปรดตรวจสอบกับทีมวิศวกรรมของเราโดยอ้างอิงตามน้ำหนักทองแดงเฉพาะของคุณ
สำหรับการฝึกจัดเลย์เอาต์ที่เป็นจุดเริ่มต้นเหนือทุกสิ่งนี้ การ…เค้าโครงความเร็วสูงบทความกล่าวถึงการตัดสินใจด้านการราวต์ที่ส่งผลต่อวิธีการผลิตแผงวงจร
การเคลือบผิวหน้าประเภทใดใช้ได้กับบอร์ด RF และทำไมจึงไม่มีการใช้ HASL
สำหรับบอร์ด Rogers เรามีฟินิชให้เลือกสี่แบบ: ENIG, ชุบเงิน (immersion silver), ชุบดีบุก (immersion tin) และ OSP ซึ่งแต่ละแบบมีข้อแลกเปลี่ยนที่แตกต่างกัน
เอนิกแผ่นแพดแบบเรียบ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนระยะขาพิชช์ละเอียด และการเก็บรักษาระยะยาว นักออกแบบ RF บางคนหลีกเลี่ยงการมีชั้นนิกเกิลใต้ลายส่งสัญญาณสำคัญ เพราะพฤติกรรมของนิกเกิลที่ความถี่สูง ขณะที่คนอื่นยอมรับได้ เรื่องนี้ขึ้นอยู่กับงบประมาณการสูญเสียสัญญาณของคุณ ไม่ใช่ของเรา
เงินชุบแบบจุ่มมีพื้นผิวเรียบและสามารถบัดกรีได้ มักถูกเลือกใช้เมื่อมีข้อกังวลเกี่ยวกับชั้นนิกเกิล จำเป็นต้องมีการบรรจุภัณฑ์และการจัดการอย่างระมัดระวัง เพราะเงินจะหมองเมื่อแผ่นวงจรถูกปล่อยทิ้งไว้ในอากาศ
ดีบุกเคลือม沉แบน โดยความสามารถในการบัดกรีขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการเก็บรักษา กรุณาวางแผนกำหนดการประกอบของคุณให้เหมาะสม
OSP.ทองแดงเปลือยเคลือบด้วยสารอินทรีย์ชั้นบาง เป็นการเคลือบพื้นผิวที่ง่ายที่สุด แต่สารเคลือบจะเสื่อมสภาพลงในแต่ละครั้งที่ผ่านการรีโฟลว์ จึงเหมาะกับแผงวงจรที่ผ่านกระบวนการประกอบเพียงรอบเดียว
HASL ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของตัวเลือกสำหรับบอร์ดเหล่านี้ พื้นผิวไม่เรียบ ทำให้การวางชิ้นส่วนระยะขาใกล้ทำได้ยาก และไม่เหมาะกับแพด RF ที่รูปทรงมีความสำคัญ กระบวนการจุ่มบัดกรีหลอมเหลวยังทำให้ลามิเนตได้รับช็อกความร้อน ซึ่งเราไม่ต้องการนำไปใช้กับวัสดุที่คุณได้เลือกมาอย่างพิถีพิถันเพื่อคุณสมบัติด้านไฟฟ้าของมัน
หากคุณไม่แน่ใจระหว่าง ENIG กับเงิน โปรดบอกเราเกี่ยวกับระยะห่างระหว่างแพด จำนวนรอบการรีโฟลว์ และระยะเวลาที่บอร์ดจะถูกเก็บไว้ก่อนการประกอบ ข้อมูลสามอย่างนี้มักจะเพียงพอในการตัดสินใจ
บันทึกการเจาะและการจัดการที่มีผลกระทบต่อผลผลิต
ขนาดรูและวงแหวนรอบรูเป็นจุดที่การออกแบบด้วยวัสดุ Rogers มักเกิดปัญหาบ่อยที่สุด ค่าขั้นต่ำคือรูเจาะขนาด 6 mil และวงแหวนรอบรูขนาด 4 mil สำหรับแผ่นวงจรที่มีความหนามาก รูขนาดเล็กจะทำให้อัตราส่วนมิติ (aspect ratio) เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว หากคุณใช้โครงสร้างบอร์ดหนา 5.0 มม. ร่วมกับ via ขนาดเล็ก กรุณายืนยันค่าอัตราส่วนมิติกับทีมวิศวกรรมของเราก่อนที่คุณจะเริ่มวางลายวงจร
ลามิเนตที่ใช้ PTFE ต้องเตรียมผนังรูเจาะต่างจากแบบอีพ็อกซี-แก้ว และลามิเนตแบบนุ่มจะเกิดรอยได้ง่าย เราจัดการเรื่องเหล่านี้ให้ตามความเหมาะสม แต่คุณสามารถช่วยได้โดยการหลีกเลี่ยงการใช้จำนวน via ที่ไม่จำเป็นใต้ชิ้นส่วน RF และไม่วางรูเจาะไว้ชิดขอบบอร์ดมากเกินไป
แกนบางมีความเปราะบาง ที่ความหนาสำเร็จ 0.4 มม. แผ่นวงจรต้องได้รับการรองรับขณะจัดการ และสิ่งนี้ส่งผลต่อการออกแบบแผง หากแผ่นวงจรของคุณมีความบางและมีขนาดใหญ่ โปรดสอบถามเราเกี่ยวกับการจัดเรียงแผงบนแผ่นวงจร
พารามิเตอร์การเจาะที่เฉพาะเจาะจง ข้อกำหนดการอบ และสภาพการเก็บรักษาขึ้นอยู่กับลามิเนต เราไม่ได้เผยแพร่ข้อมูลเหล่านี้ที่นี่ กรุณายืนยันกับทีมวิศวกรรมของเราสำหรับวัสดุที่คุณเลือก
ของเราการผลิตแผงวงจรพิมพ์ความถี่สูงหน้าเพจนี้อธิบายประเภทของบอร์ดที่กระบวนการนี้ครอบคลุม
ควรส่งอะไรไปพร้อมกับคำสั่งซื้อบอร์ด RF ของคุณ
แพ็คเกจที่สมบูรณ์ช่วยประหยัดการถามตอบไปได้หนึ่งรอบ และบนบอร์ดของ Rogers ยังช่วยประหยัดการคำนวณอิมพีแดนซ์ซ้ำอีกหนึ่งรอบ เรามักจะขอให้มี:
ไฟล์ Gerber พร้อมไฟล์เจาะรูและเส้นขอบแผ่นวงจรที่ชัดเจน
ชื่อแผ่นลามิเนตและความหนาของแต่ละชั้นแกนกลาง รวมถึงพรีเพรกที่คุณคาดหวัง
น้ำหนักทองแดงสำเร็จในแต่ละชั้น
แบบรูปตัดซ้อนของแผ่นวงจร โดยมีการระบุชั้นที่ควบคุมอิมพีแดนซ์และค่ามาตรฐานเป้าหมายไว้
ค่าอิมพีแดนซ์เป้าหมายและค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับแต่ละเน็ตที่ถูกควบคุม
ตัวเลือกการเคลือบผิวหน้า ได้แก่ ENIG, การชุบเงินแบบจุ่ม, การชุบดีบุกแบบจุ่ม หรือ OSP
ข้อกำหนดของวิایا (via) หรือรูใด ๆ ที่อยู่ใกล้ค่าขั้นต่ำ (รูขนาด 6 มิล, วงแหวนรอบรูขนาด 4 มิล)
ระดับคุณภาพ หากคุณต้องการสิ่งที่แตกต่างจากมาตรฐาน IPC Class 2 ของเรา
หมายเหตุเกี่ยวกับแผนการประกอบ รวมถึงจำนวนรอบการรีโฟลว์ หากบอร์ดจะถูกประกอบ
เราทำงานจากไฟล์ Gerber เราไม่ให้บริการออกแบบวงจรไฟฟ้า ดังนั้นการออกแบบทางไฟฟ้าจะต้องเสร็จสิ้นก่อนที่แพ็กเกจจะมาถึง
คำถามที่พบบ่อย
คุณสามารถควบคุมค่าความต้านทานอิมพีแดนซ์ให้แม่นยำกว่าค่า ±10% บนบอร์ด Rogers ได้หรือไม่?ค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของเราคือ ±10% หากการออกแบบของคุณต้องการค่าที่เข้มงวดกว่านี้ โปรดส่งโครงสร้างเลเยอร์ (stack-up) และค่าที่ต้องการ และยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเรา ห้ามสันนิษฐานว่าจะได้รับการยอมรับเพียงเพราะค่าความคลาดเคลื่อน Dk ของลามิเนตมีความเข้มงวด เนื่องจากค่าการกัดลายและความหนาของไดอิเล็กทริกมักส่งผลต่อผลลัพธ์มากกว่าค่า Dk
ค่า Dk ถูกอ้างอิงที่ 10 GHz ฉันควรใช้ค่า Dk ใดในโมเดลของฉัน?ค่าข้อมูลสเปกในบทความนี้อ้างอิงที่ 10 GHz หากการออกแบบของคุณทำงานที่ความถี่อื่น โปรดสอบถามว่าเราขอแนะนำค่า Dk ใดสำหรับโมเดล และยืนยันตัวเลขนั้นกับทีมวิศวกรรมของเราก่อนที่คุณจะกำหนดความกว้างลายวงจรให้เป็นที่สิ้นสุด เราไม่ได้ระบุความถี่การทำงานสูงสุดสำหรับลามิเนตใด ๆ ที่นี่
คุณผลิตบอร์ด Rogers ตามมาตรฐาน IPC Class 3 หรือไม่?มาตรฐานของเราคือ IPC Class 2 หากโปรแกรมของคุณต้องการมาตรฐานที่แตกต่างออกไป กรุณาแจ้งให้ทีมวิศวกรรมของเราทราบในขั้นตอนการขอใบเสนอราคา
คุณช่วยออกแบบ RF เองด้วยไหม?ไม่ครับ เราผลิตจากไฟล์ Gerber ของคุณและไม่ได้ให้บริการออกแบบ schematic เราสามารถตรวจสอบ stack-up และด้านการผลิตให้ได้ และบอกคุณได้ว่าส่วนใดของการออกแบบที่ใกล้ถึงขีดจำกัด
บอร์ดสามารถส่งไปประกอบได้เลยหรือไม่?การประกอบถูกคิดราคาแยกต่างหาก กรุณาแจ้งให้เราทราบตั้งแต่ขั้นตอนการขอใบเสนอราคา PCB ว่ามีการวางแผนประกอบ พร้อมทั้งระบุชนิดผิวสำเร็จที่คุณเลือกและจำนวนรอบการรีโฟลว์ที่คาดไว้ เพื่อให้ชนิดผิวสำเร็จและแผนสอดคล้องกัน รายละเอียดโปรไฟล์การรีโฟลว์สำหรับลามิเนตเฉพาะของคุณควรยืนยันกับทีมวิศวกรรมของเรา
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•วัสดุความถี่สูง: Rogers เทียบกับ FR-4
•การควบคุมอิมพีแดนซ์ในแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
•การแนะนำและเปรียบเทียบพื้นผิวเคลือบของ PCB
•ENIG เทียบกับ Immersion Silver: การเปรียบเทียบผิวสำเร็จ
