Zaloguj się
Wszystkie
9 listopada 2026
7
Eurocircuits
Standardowa struktura warstw jako punkt wyjścia
Struktura warstw (ang. stack-up) określa, jak płytka jest zbudowana: ile ma warstw miedzi, jakiej są grubości, z jakiego dielektryka są wykonane rdzenie i preimpregnaty (prepregi) oraz w jakiej kolejności się je układa. Od tych danych zależą dopuszczalna szerokość ścieżek i odstępów, rodzaje przelotek, a przy liniach o kontrolowanej impedancji także szerokość ścieżki, bo impedancja zależy od grubości dielektryka między ścieżką a warstwą odniesienia. Dlatego strukturę warstw warto wybrać przed prowadzeniem ścieżek, a nie po nim.
Eurocircuits proponuje zaczynać od jednej ze swoich sprawdzonych, standardowych struktur. Projekt pozostaje unikatowy, bo o jego wartości decydują schemat i rozmieszczenie elementów, ale budowa płytki jest znana z góry: projektant ma zdefiniowane materiały, wymiary warstw i reguły produkcyjne. Narzędzie internetowe PCB Visualizer udostępnia dane struktury warstw oraz ustawienia kontroli reguł projektowych (DRC), które można przenieść do programu CAD.
Standaryzacja ma też skutek ekonomiczny. Zamówienia o zgodnej technologii producent łączy na wspólnym panelu produkcyjnym (ang. pooling), więc koszty przygotowania produkcji i obróbki rozkładają się na wielu klientów, a laminat jest lepiej wykorzystany. Dzięki temu zaawansowane technologie stają się dostępne także przy prototypach i małych seriach. Eurocircuits definiuje struktury dla produkcji łączonej z myślą o późniejszej produkcji wielkoseryjnej: są to konstrukcje typowe, na powszechnie dostępnych materiałach, więc projekt łatwiej przenieść do producenta wielkoseryjnego. Strukturę warstw i specyfikację materiałów trzeba jednak z tym producentem uzgodnić przed przekazaniem projektu.
Jeden układ BGA a technologia HDI
Typowa sytuacja w projekcie systemu wbudowanego: cała płytka mieści się w zwykłej technologii wielowarstwowej, ale procesor albo pamięć ma obudowę BGA o rastrze wyprowadzeń 0,4 lub 0,5 mm. Spod takiej obudowy trzeba wyprowadzić sygnały, doprowadzić zasilanie i masę oraz umieścić tuż obok kondensatory odsprzęgające. Przy rastrze 0,4 mm między kulkami nie mieści się zwykła przelotka przechodząca przez całą płytkę – w przykładzie podawanym przez Eurocircuits ma ona otwór 0,15 mm i pole o średnicy 0,5 mm. W technologii HDI (High Density Interconnect) sąsiednie warstwy płytki można łączyć za pomocą mikroprzelotek, wykonywanych najczęściej laserem.
Pełna technologia HDI na całej płytce byłaby jednak kosztowna. Eurocircuits oferuje więc częściowe HDI w ramach usługi HDI Pool. Specyfikacja usługi przewiduje dwa poziomy mikroprzelotek po jednej stronie płytki, przy czym reszta konstrukcji pozostaje konwencjonalna; w ofercie są predefiniowane struktury sześcio- i ośmiowarstwowe z dopasowanymi regułami projektowymi.
Mikroprzelotki mają średnicę otworu 100 µm. Połączenia między warstwami 1 i 2 są wiercone laserem i wypełniane galwanicznie miedzią, co pozwala umieszczać je bezpośrednio w polach lutowniczych (via-in-pad) i ogranicza ryzyko powstawania pustek w lutowiu.
Mikroprzelotki kolejnych poziomów są rozstawione względem siebie, a nie ułożone jedna na drugiej. Rysunek 1 pokazuje jeden konkretny przykład takiej konstrukcji, a nie pełen zakres usługi.
Użytkownicy programu Altium Designer mogą pobrać ze swojego konta w Eurocircuits pliki struktury warstw i reguł projektowych.
Takie podejście pozwala użyć drobnych struktur tylko tam, gdzie rozwiązują konkretny problem – pod obudową BGA czy pod polem termicznym obudowy QFN – i zachować większy zapas technologiczny na reszcie płytki.
Czy pole lutownicze pasuje do elementu?
Płytka może spełniać wszystkie reguły produkcyjne, a mimo to sprawiać kłopot przy montażu. Najczęstsze przyczyny to niezgodność pól lutowniczych z obudową elementu, który faktycznie znalazł się w wykazie elementów (BOM), oraz błędy orientacji i polaryzacji w pliku rozmieszczenia elementów, z którego korzysta automat montażowy. Element o tej samej nazwie handlowej bywa produkowany w kilku obudowach, a rysunek footprintu w bibliotece CAD nie zawsze odpowiada wersji, którą zamówi dział zakupów.
Eurocircuits łączy te kontrole w PCB Visualizerze. Projektant przesyła pliki płytki, a jeśli zamawia również montaż – wykaz elementów i plik rozmieszczenia. Na ich podstawie powstaje cyfrowy bliźniak (ang. Digital Twin), czyli model płytki i jej montażu (rysunek 2). Można w nim obejrzeć miejsca wskazane przez kontrolę reguł projektowych i kontrolę wykonalności produkcyjnej (DFM), sprawdzić przypisanie elementów do pól lutowniczych, ich orientację oraz dostępność u dostawców. Po poprawieniu projektu nową wersję weryfikuje się w ten sam sposób.
Wykonalność i cena przed złożeniem zamówienia
Przed złożeniem zamówienia projektant widzi jednocześnie wybraną konstrukcję płytki, dane montażowe i cenę dla wybranych opcji produkcji i montażu. Dzięki temu skutki poszczególnych decyzji są widoczne od razu: jeśli inna struktura warstw albo zamiana elementu zmienia wykonalność produkcyjną lub cenę, można to ocenić, zanim decyzja zapadnie. Eurocircuits nazywa to podejście „Right First Time”, czyli dobrze za pierwszym razem: punktem wyjścia jest sprawdzona konstrukcja, jeśli spełnia wymagania projektu, płytkę i montaż weryfikuje się razem, a projektant zamawia dokładnie tę wersję, którą obejrzał.
Weryfikacja nie kończy się na zamówieniu. Do każdego zamówienia Eurocircuits dołącza cyfrowy paszport płytki (PCB Passport), czyli dokument ze specyfikacją, zmierzonymi wartościami parametrów, tolerancjami i danymi pozwalającymi zidentyfikować partię produkcyjną.
Płytki powstają w dwóch własnych zakładach firmy, na Węgrzech i w Niemczech, a montaż odbywa się również w europejskich zakładach Eurocircuits. Projektant przez cały czas pracuje na tych samych danych: od wyboru standardowej struktury warstw, przez kontrolę pól lutowniczych i rozmieszczenia elementów, po cyfrowego bliźniaka zamówionej wersji płytki.
Eurocircuits. An engineer’s best friend
Słowniczek
BGA (Ball Grid Array) – obudowa układu scalonego z wyprowadzeniami w postaci kulek lutowia rozmieszczonych w siatce na spodzie obudowy.
BOM (Bill of Materials) – wykaz elementów: lista wszystkich części do montażu, z oznaczeniami producentów.
DFM (Design for Manufacturing) – kontrola wykonalności produkcyjnej projektu w procesach konkretnego producenta.
DRC (Design Rule Check) – automatyczna kontrola reguł projektowych, np. minimalnych szerokości ścieżek i odstępów.
HDI (High Density Interconnect) – technologia płytek o dużej gęstości połączeń, z mikroprzelotkami i drobnymi ścieżkami.
mikroprzelotka – przelotka o bardzo małej średnicy (zwykle do 150 µm) łącząca sąsiednie warstwy płytki, wykonywana najczęściej laserem.
plik rozmieszczenia elementów (ang. pick-and-place, CPL) – plik ze współrzędnymi, stroną płytki i kątem obrotu każdego elementu, używany przez automat montażowy.
pooling – łączenie zamówień różnych klientów o zgodnej technologii na jednym panelu produkcyjnym.
QFN (Quad Flat No-lead) – obudowa bez wystających wyprowadzeń, z polami lutowniczymi na krawędziach spodu i centralnym polem termicznym.
raster wyprowadzeń (ang. pitch) – odległość między środkami sąsiednich wyprowadzeń elementu.
struktura warstw (ang. stack-up) – opis budowy płytki wielowarstwowej: kolejność, grubości i materiały warstw miedzi i dielektryka.
via-in-pad – przelotka umieszczona bezpośrednio w polu lutowniczym; wymaga wypełnienia, aby lutowie nie wpływało do otworu.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
