Поддержка по электронной почте
info@kingfieldpcb.comПозвоните в службу поддержки
+86-13828722658Рабочий час
Пн - Пт 08:00 - 17:00
Когда говорят о многослойных платах, многие сразу представляют себе что-то невероятно сложное и дорогое, этакую вершину технологий, доступную только гигантам. На деле же, основная сложность часто лежит не в самом факте многослойности, а в грамотном проектировании и, что важнее, в понимании того, как эта самая многослойность будет вести себя в реальных условиях производства и эксплуатации. Вот тут и кроется масса подводных камней.
Слой — это не просто медная дорожка. Это еще и диэлектрик, его толщина, стабильность, термостойкость. И препрег между сердечниками. Частая ошибка — считать, что раз уж делаем, скажем, 8 слоев, то можно не так строго следить за импедансом. В итоге получаем плату, которая в симуляции работает, а на столе — нет. Паразитные емкости, перекрестные наводки между слоями, особенно если речь о высокочастотных схемах — все это вылезает позже.
Вспоминается один проект для телеком-оборудования, где заказчик требовал 12 слоев с очень плотным трассированием. Симуляция показывала идеальную картину. А когда получили первые образцы от одного из подрядчиков, сигнал на определенных частотах просто ?плыл?. Оказалось, поставщик, пытаясь сэкономить, использовал препрег с неконсистентными диэлектрическими свойствами по партии. Толщина между слоями ?гуляла? на несколько микрон, что и убило импедансные линии. Пришлось срочно искать другого производителя, кто гарантирует стабильность материала. Вот тогда и начали плотно работать с ООО Цзиньеда Электроник (ШЭНЬ ЧЖЭНЬ） — они как раз заточены под сложные проекты, где важен не просто факт производства, а контроль каждого этапа.
Именно поэтому их сайт kingfieldpcb.ru я часто открываю не для поиска цен, а чтобы уточнить их технологические лимиты по материалам. У них в описании услуг, кстати, четко указано: ?разработка и проектирование электронных продуктов, производство и сборка печатных плат?. Ключевое — ?комплексные услуги?. Для многослойных плат это критически важно: когда проектировщик, технолог и производственник говорят на одном языке, шансов на успех гораздо больше.
Был у нас опыт с так называемыми ?слепыми? и ?глухими? переходами (blind and buried vias). Красивая технология, позволяет экономить место, делать платы компактнее. Решили применить в одном устройстве с процессором BGA. Сделали всё по книжкам, отправили в производство. Первая же партия — низкий выход годных. При микроскопии увидели: в некоторых ?глухих? переходах неполное осаждение меди. Проблема была в соотношении глубины отверстия к диаметру — слишком большое. Производитель, который брался за всё подряд, не справился с такой геометрией.
Этот кейс хорошо показывает разницу между фабриками. Одна сделает чертеж, а другая, как ООО Цзиньеда, с опытом с 2013 года, сразу запросит файлы симуляции тепловых режимов для таких плат и уточнит, не планируется ли потом пайка в печи с резкими термоциклами, которая может создать микротрещины в этих хрупких переходах. Их техподдержка часто задает такие неочевидные, но правильные вопросы.
После того случая мы выработали правило: для плат от 8 слоев и с нетривиальными переходами всегда проводим тестовый запуск — небольшой тираж, полная деструктивная диагностика. Да, это дороже и дольше. Но дешевле, чем выбрасывать серийную партию.
Еще один момент, который часто упускают из виду. FR-4 — это не один материал, а целый класс. Есть стандартные эпоксидные композиты, а есть, например, с высоким Tg (температурой стеклования). Для плат, которые будут работать в условиях вибрации или перепадов температур, это принципиально. Однажды поставили партию контроллеров для уличного оборудования на обычном FR-4. После года эксплуатации начались отказы — микротрещины в паяных соединениях. Плата ?играла? при термоциклах.
Пришлось переходить на материал с Tg > 170°C. И вот здесь снова встал вопрос о производителе. Не каждый может стабильно работать с такими материалами, нужен точный контроль ламинации. Мы передали этот проект в ООО Цзиньеда Электроник, потому что у них в портфолио были похожие промышленные заказы. Результат — проблема ушла. Сейчас, глядя на их сайт, вижу, что они прямо указывают на возможность работы с высокочастотными и высокотемпературными материалами — это честно и сразу отсекает неподходящих заказчиков.
Вывод простой: выбор материала для многослойной платы должен быть осознанным шагом в самом начале проектирования, а не последней строчкой в техзадании для завода.
Автоматический оптический контроль (АОИ) — это хорошо, но он не все видит. Особенно внутренние дефекты. Рентген здесь незаменим. Но и он имеет ограничения. Самый ценный инструмент — это, как ни странно, опытный глаз технолога на линии и грамотный инженер, который анализирует срезы платы.
Мы как-то получили платы, которые прошли все тесты, но в полевых условиях начались сбои. Отправили образцы на деструктивный анализ — сделали полированные срезы. Под микроскопом увидели, что в одном из внутренних слоев есть небольшое расслоение препрега в углу платы. Вероятно, произошло при резке панели или из-за локального перегрева при пайке компонентов. Дефект точечный, АОИ его не поймал.
После этого инцидента мы теперь всегда для ответственных проектов заказываем выборочный анализ срезов, особенно в зонах с плотным расположением переходных отверстий и по краям платы. Это дополнительная статья расходов, но она спасает репутацию. Хорошие производители, такие как Цзиньеда, часто сами предлагают такую услугу в рамках прототипирования, понимая риски.
Отправляя Gerber-файлы, многие думают, что работа закончена. На самом деле, она только начинается. Технические вопросы (техвопросы) от завода — это не придирки, а попытка избежать ошибок. Если завод их не задает, это тревожный звоночек. Они должны спрашивать про допуски, маску паяльную, шелкографию, толщину финишного покрытия (HASL, иммерсионное золото).
Работая через kingfieldpcb.ru, привык к тому, что их инженеры всегда присылают подробный список уточнений перед началом производства. Иногда это раздражает, когда сроки горят. Но однажды их вопрос о том, не будут ли расположены компоненты с мелким шагом рядом с краем платы (где может быть неоднородность при обработке), спас нас от потенциального брака при пайке чипов QFN. Они знают свои производственные процессы изнутри.
Поэтому мой совет: никогда не игнорируйте диалог с производством. Лучше потратить день на согласование, чем месяц на переделку. Особенно это касается многослойных плат, где исправить ошибку, заложенную в конструктив, часто уже невозможно.
Так что, многослойные платы — это уже давно не экзотика, а рабочий инструмент. Их сложность стала рутинной. Но рутина эта требует не шаблонных действий, а постоянного анализа, сомнений и выбора. Выбора материалов, топологии, контрольных точек и, что самое главное, партнера по производству.
Нельзя просто нарисовать схему, развести ее в автоматическом режиме и отдать на завод. Нужно понимать физику процесса, ограничения оборудования и, в какой-то мере, предугадывать поведение платы в реальной жизни. Именно поэтому я ценю сотрудничество с компаниями вроде ООО Цзиньеда Электроник, которые подходят к вопросу системно, с инженерной, а не только с коммерческой стороны. Их опыт, накопленный с основания в 2013 году, чувствуется в деталях.
В конечном счете, надежная многослойная плата — это не та, что соответствует всем ГОСТам на бумаге. Это та, которая безотказно работает в устройстве, которое, возможно, стоит где-то в дата-центре или в медицинском аппарате. И ответственность за это лежит на всей цепочке: от инженера-схемотехника до оператора на линии контроля. Разорвать эту цепь легко, а сохранить — ежедневная работа.
