Co to jest 2+N+2 HDI PCB Stackup?

wizerunki zwiększone przez klienta

Zawartość
1Kluczowe informacje: 2+N+2 HDI PCB Stackup Essentials
2Rozbijanie struktury 2+N+2 HDI PCB Stackup
3Technologia mikrowirusów i sekwencyjna laminacja dla projektów 2+N+2
4Podstawowe korzyści z 2+N+2 HDI PCB Stackups
5Najważniejsze zastosowania PCB HDI 2+N+2
6Krytyczne wskazówki dotyczące projektowania i produkcji
7.FAQ: Częste pytania dotyczące 2+N+2 HDI Stackups

W świecie PCB o wysokiej gęstości połączenia (HDI) układ 2+N+2 stackup stał się rozwiązaniem dla równoważenia wydajności, miniaturyzacji i kosztów.Ponieważ elektronika staje się mniejsza, pomyślmy o szczupłych smartfonach, kompaktowych urządzeń medycznych i ograniczonych przestrzeni czujników samochodowych, projektanci potrzebują architektury PCB, które zawierają więcej połączeń bez zaniedbywania integralności sygnału lub niezawodności.2+N+2 daje dokładnie to., wykorzystując strukturę warstwową, która optymalizuje przestrzeń, zmniejsza utratę sygnału i obsługuje złożone trasy.

Ale czym dokładnie jest 2+N+2 stackup? Jak działa jego struktura i kiedy warto go wybrać w stosunku do innych konfiguracji HDI? This guide breaks down everything you need to know—from layer definitions and microvia types to real-world applications and design best practices—with actionable insights to help you leverage this stackup for your next project.

1Kluczowe informacje: 2+N+2 HDI PCB Stackup Essentials
Zanim zagłębimy się w szczegóły, zacznijmy od podstawowych zasad, które definiują 2+N+2 HDI PCB stackup:

a.Konfiguracja warstwy: Etykieta 2+N+2 ′ oznacza 2 warstwy nagromadzone na górnej zewnętrznej stronie, 2 warstwy nagromadzone na dolnej zewnętrznej stronie oraz N ′ warstwy rdzeniowe w środku (gdzie N = 2, 4, 6 lub więcej,w zależności od potrzeb projektowych).
b.Zależność od mikrowia: maleńkie mikrowia wiertone laserowo (tak małe jak 0,1 mm) łączą warstwy, eliminując potrzebę dużych przewodów otwornych i oszczędzając krytyczną przestrzeń.
c. Laminat sekwencyjny: zestaw jest wykonywany w etapach (nie naraz), co pozwala na precyzyjną kontrolę mikrovia i wyrównania warstw.
d.Zrównoważona wydajność: osiąga idealny punkt pomiędzy gęstością (więcej połączeń), integralnością sygnału (szybsze, jaśniejsze sygnały) i kosztami (mniej warstw niż w pełni niestandardowe projekty HDI).
e.Wersjalita: Idealne dla urządzeń o dużej prędkości i ograniczonej przestrzeni, od routerów 5G po wszczepialne narzędzia medyczne.

2Rozbijanie struktury 2+N+2 HDI PCB Stackup
Aby zrozumieć układ 2+N+2, najpierw trzeba rozpakować jego trzy podstawowe składniki: zewnętrzne warstwy, wewnętrzne warstwy rdzenia i materiały, które je łączą.Poniżej znajduje się szczegółowy podział, w tym funkcje warstwy, grubości i opcje materiałów.

2.1 Co naprawdę oznacza 2+N+2
Konwencja nazwy jest prosta, ale każda liczba służy krytycznemu celowi:

Na przykład 10-warstwowy 2+6+2 HDI PCB (model: S10E178198A0, wspólny projekt przemysłowy) zawiera:

a.2 górne warstwy nagromadzone → 6 warstw rdzeniowych → 2 dolne warstwy nagromadzone
b.Używa materiału TG170 Shengyi FR-4 (odporny na ciepło do zastosowań o wysokiej wydajności)
c. cechy wykończenia powierzchniowego złota zanurzonego (2μm) dla odporności na korozję
d. Wspiera 412,200 otworów na metr kwadratowy i minimalną średnicę mikrowia 0,2 mm

2.2 Grubość warstwy i waga miedzi
Konsekwentna grubość jest kluczowa dla zapobiegania zniekształceniu PCB (powszechny problem z nierównoważonymi układami) i zapewnienia niezawodnej wydajności.

Dlaczego ma to znaczenie: zrównoważona grubość 2+N+2 stackup (równe warstwy na górze i dole) minimalizuje stres podczas laminowania i lutowania.2+4+2 stackup (8 warstw w sumie) z warstwami akumulacyjnymi 3 mil i warstwami rdzeniowymi 6 mil będzie miał identyczne grubości górne/dolne (6 mil w sumie na stronę), zmniejszając ryzyko zniekształcenia o 70% w porównaniu z niezrównoważonym projektem 3+4+1.

2.3 Wybór materiału do 2+N+2 zestawów
Materiały stosowane w 2+N+2 PCB HDI bezpośrednio wpływają na wydajność, zwłaszcza w zastosowaniach o wysokiej prędkości lub wysokiej temperaturze.

Przykład: 2+N+2 stackup dla stacji bazowej 5G wykorzystuje warstwy rdzeniowe Rogers 4350B (niskie Dk = 3.48) i warstwy akumulacji ABF w celu zminimalizowania strat sygnału na częstotliwościach 28GHz.wykorzystuje opłacalne warstwy rdzenia FR-4 i warstwy akumulacji RCC.

3Technologia mikrowia i sekwencyjna laminacja dla projektów 2+N+2
Wydajność 2+N+2 stackup® zależy od dwóch kluczowych procesów produkcyjnych: wiertnictwa mikrovia i sekwencyjnego laminowania.nie udało się osiągnąć gęstości sygnału i integralności sygnału.

3.1 Rodzaje mikrowirusów: który należy stosować?
Mikrowiasy to maleńkie otwory (0,1 ∼0,2 mm średnicy), które łączą sąsiednie warstwy, zastępując nieporęczne przewody przepustowe, które marnują przestrzeń.

Tabela porównawcza: Mikrowizy stosujące się do mikrowizy stosujących się do mikrowizy

Wskazówka dla profesjonalistów: dla większości projektów 2+N+2 rozstawione mikrowia są najlepszym rozwiązaniem, ponieważ równoważą gęstość i koszt.12-warstwowe PCB lotnicze).

3.2 Laminat sekwencyjny: powstawanie zestawu krok po kroku
W przeciwieństwie do tradycyjnych płyt PCB (wykonanego laminowania wszystkich warstw naraz), 2+N+2 stosują sekwencyjne laminowanie - etapistyczny proces, który umożliwia precyzyjne umieszczenie mikrovia.

Krok 1: Warstwa rdzenia laminowanego: Najpierw warstwa rdzenia N jest połączona z prepreg i utwardzana pod ciepłem (180 ∼ 220 ° C) i ciśnieniem (200 ∼ 400 psi).
Krok 2: Dodawanie warstw budowlanych: Jedna warstwa budowlana jest dodawana do górnej i dolnej części bloku rdzeniowego, a następnie wiertniana laserowo w celu uzyskania mikrowia.
Krok 3: Powtórz dla drugiej warstwy budowlanej: Druga warstwa budowlana jest dodawana po obu stronach, wierzona i pokryta.
Krok 4: Ostateczne utwardzenie i wykończenie: Cały zestaw jest ponownie utwardzony w celu zapewnienia przyczepności, a następnie wykończony powierzchnią (np. złoto zanurzone) i przetestowany.

Po co ciągła laminacja?

a. Umożliwia mniejsze mikrovia (do 0,05 mm) w porównaniu z tradycyjnym laminowaniem.
b.Zmniejsza ryzyko błędnego wyrównania przewodów mikro (krytyczne dla układanych przewodów).
c. Pozwala na “modyfikacje konstrukcyjne” między warstwami (np. dostosowanie odstępów między śladami w celu zachowania integralności sygnału).

Przykład:LT CIRCUIT wykorzystuje sekwencyjną laminację do produkcji 2+6+2 (10-warstwowych) płyt HDI PCB z układanymi na stos 0,15 mm mikroviazami, osiągając współczynnik dokładności wyrównania 99,8%, znacznie wyższy niż średnia branżowa wynosząca 95%.

4Podstawowe korzyści z 2+N+2 HDI PCB Stackups
Popularność 2+N+2 stackup® wynika z jego zdolności do rozwiązywania kluczowych wyzwań w nowoczesnej elektronice: miniaturyzacji, prędkości sygnału i kosztów.

Przykład z życia:Producent smartfonów przeszedł z 4-warstwowego standardowego PCB na 2+2+2 HDI stackup.i koszty produkcji spadły o 18% ̇ wszystkie przy jednoczesnym wspieraniu 30% więcej komponentów.

5Najważniejsze zastosowania PCB HDI 2+N+2
Stackup 2+N+2 doskonale sprawdza się w aplikacjach, w których przestrzeń, prędkość i niezawodność nie są przedmiotem negocjacji.

5.1 Elektronika użytkowa
a.Smartfony i tablety: obsługuje kompaktowe płyty główne z modemami 5G, wieloma kamerami i szybkimi ładowarkami.2+4+2 stackup dla flagowego telefonu wykorzystuje układane mikrovia do podłączenia procesora do chipa 5G.
b.Przystosowane do noszenia: pasuje do małych elementów (np. zegarki inteligentne, śledzące kondycję).

5.2 Elektronika samochodowa
a.ADAS (Advanced Driver Assistance Systems): Wyposaża w radar, lidar i moduły kamer.
b.Infotainment Systems: obsługuje wysokiej prędkości dane dla ekranów dotykowych i nawigacji.

5.3 Urządzenia medyczne
a.Narzędzia do wszczepiania: (np. rozruszniki serca, monitory glukozy). Zestaw 2+2+2 z biokompatybilnymi wykończeniami (np. bezelektroliniowe złoto niklowe z zanurzeniem, ENIG) i zakopane mikrowia zmniejsza rozmiar i EMI.
b.Urządzenia diagnostyczne: (np. maszyny ultradźwiękowe). Ładunki rdzeniowe Rogers o niskiej stratze w układzie 2+4+2 zapewniają wyraźną transmisję sygnału do obrazowania.

5.4 Przemysł i lotnictwo
a.Sterowanie przemysłowe: (np. PLC, czujniki). Stackup 2+6+2 z grubymi warstwami rdzenia miedzianego obsługuje duże prądy i trudne środowiska fabryczne.
b.Elektronika lotnicza i kosmiczna: (np. komponenty satelitarne). Stackup 2+8+2 z układanymi mikrovia maksymalnie zwiększa gęstość, spełniając standardy niezawodności MIL-STD-883H.

6Krytyczne wskazówki dotyczące projektowania i produkcji
Aby uzyskać jak najwięcej z Twojego 2+N+2 HDI, postępuj zgodnie z następującymi najlepszymi praktykami, które pomogą Ci uniknąć powszechnych pułapek (takich jak utrata sygnału lub opóźnienia w produkcji) i zoptymalizować wydajność.

6.1 Porady dotyczące projektowania
1.Planowanie stackup wczesnie: Definiuj funkcje warstwy (sygnał, moc, ziemia) przed routingiem.
a. Umieścić warstwy sygnałów dużych prędkości (np. 5G) obok płaszczyzn naziemnych w celu zminimalizowania EMI.
b. Umieść płaszczyznę napędową w pobliżu środka zestawu, aby zrównoważyć grubość.
2.Optymalizuj umieszczenie Mikrovia:
a. Unikaj układania mikrovia w obszarach o wysokim napięciu (np. krawędzie PCB).
b. Utrzymuj stosunek średnicy i głębokości mikrowia poniżej 1:1 (np. średnica 0,15 mm → maksymalna głębokość 0,15 mm), aby zapobiec problemom z pokryciem.
3Wybierz materiały do zastosowania:
a.Nie dokładaj nadmiaru szczegółów: Użyj FR-4 dla aplikacji konsumenckiej (oszczędne) zamiast Rogers (niepotrzebne wydatki).
b.W przypadku zastosowań wysokotemperaturowych (samochodowych) należy wybrać materiały rdzeniowe o Tg > 180°C.
4.Zasłuchuj reguł DFM (projektowanie w celu wykonania):
a. Utrzymuje się minimalną szerokość śladu / odstęp 2 mil/2 mil dla warstw nagromadzonych (w celu uniknięcia problemów z etasowaniem).
b. W celu zaoszczędzania przestrzeni w BGA należy stosować technologię "via-in-pad" (VIP), ale upewnić się, że przewody są prawidłowo wypełnione maską lutową lub miedzią, aby zapobiec rozkładowi lutowej.

6.2 Wskazówki dotyczące współpracy w produkcji
1.Partner z wyspecjalizowanym producentem HDI: Nie wszystkie sklepy PCB mają sprzęt do 2+N+2 stackups (np. wiertarki laserowe, sekwencyjne prasy laminacyjne).:
a. certyfikacja IPC-6012 klasy 3 (dla wysokiej niezawodności HDI).
b.Doświadczenie w zakresie zastosowania (np. medycyny, motoryzacji).
c.Wykorzystanie wewnętrznych możliwości testowania (AOI, promieniowanie rentgenowskie, latające sondy) w celu weryfikacji jakości mikrovia.

2.Zaproś o przegląd DFM przed produkcją: Dobry producent sprawdzi twój projekt pod kątem takich kwestii jak:
a.Głębokość mikroorganizmów przekraczająca grubość materiału.
b. Niezrównoważone stosy warstw (ryzyko warpage).
c. śledzenie trasy, która narusza wymagania dotyczące impedancji.
LT CIRCUIT zapewnia bezpłatne przeglądy DFM w ciągu 24 godzin, wskazując problemy i oferując rozwiązania (np. dostosowanie wielkości mikrowody z 0,1 mm do 0,15 mm dla łatwiejszego pokrycia).

3.Prześledzenie materiałów: W przypadku regulowanych gałęzi przemysłu (medycyny, lotnictwa) należy poprosić o numery partii materiałów i certyfikaty zgodności (RoHS, REACH).Zapewnia to, że Twoje 2+N+2 stackup spełnia standardy branżowe i uproszcza odwołania w razie potrzeby.

4.Weryfikacja jakości laminacji: po produkcji należy zwrócić się o raporty rentgenowskie w celu sprawdzenia:
a.Rozmieszczenie mikroorganizmów (tolerancja powinna wynosić ±0,02 mm).
b. Pustki w prepregu (mogą powodować utratę sygnału lub delaminację).
c. grubość pokrycia miedzi (minimum 20 μm dla niezawodnych połączeń).

6.3 Wskazówki dotyczące badań i walidacji
1Badania elektryczne: W celu weryfikacji ciągłości mikrovia (brak otwartych/krótkich obwodów) i kontroli impedancji (krytyczna dla sygnałów dużych prędkości) należy wykonywać testy sondy latającej.dodanie badań refleksometrii w zakresie czasu (TDR) w celu pomiaru utraty sygnału.
2Badania termiczne: w przypadku zastosowań wymagających dużej mocy (np. ECU samochodowych) należy przeprowadzić obrazowanie termiczne w celu zapewnienia równomiernego rozpraszania się ciepła w całym zestawie.Dobrze zaprojektowane układy 2+N+2 powinny mieć różnice temperatury < 10°C w całym układzie.
3Badania mechaniczne: przeprowadzenie testów elastycznych (dla elastycznych konstrukcji 2+N+2) i testów wibracyjnych (dla motoryzacji / lotnictwa) w celu zweryfikowania niezawodności.000 cykli wibracji (10 ‰2),000 Hz) w celu zapewnienia, że spełniają normy MIL-STD-883H.

7. FAQ: Częste pytania dotyczące 2+N+2 HDI Stackups
P1: Czy w 2+N+2 może być dowolna liczba?
A1: Podczas gdy N technicznie odnosi się do liczby warstw rdzenia i może się zmieniać, jest to zazwyczaj liczba parna (2, 4, 6, 8) w celu utrzymania równowagi stoku.2+3+2) tworzą nierówną grubośćDla większości zastosowań N=2 (gęstość podstawowa) do N=6 (wysoka gęstość) działa najlepiej.

P2: Czy 2+N+2 stackup jest droższy niż standardowy 4-warstwowy PCB?
Odpowiedź 2: Tak, ale różnica kosztów jest uzasadniona jej korzyściami.ale zapewnia 50% większą gęstość komponentów i lepszą integralność sygnałuW przypadku produkcji dużych ilości (10,000+ jednostek) różnica w kosztach jednostkowych się zmniejsza, zwłaszcza jeśli pracujesz z producentem takim jak LT CIRCUIT, który optymalizuje zużycie materiałów i etapy laminacji.

P3: Czy 2+N+2 stackupy mogą obsługiwać aplikacje o dużej mocy?
A3: Zdecydowanie z odpowiednim materiałem i odpowiednią masą miedzi.

a. Warstwy rdzenia z 2 uncami miedzi (wytrzymuje większy prąd).
b. Prepreg o wysokim Tg (odporny na ciepło pochodzące z elementów zasilania).
c. przewody termiczne (połączone z płaszczyznami uziemionymi) do rozpraszania ciepła.
LT CIRCUIT wyprodukował 2+4+2 stackupy dla inwerterów przemysłowych o mocy 100 W, z warstwami miedzi, które obsługują prądy 20A bez przegrzania.

Pytanie 4: Jaki jest minimalny rozmiar mikrovia dla 2+N+2 stackup?
A4: Większość producentów może produkować mikrowia tak małe jak 0,1 mm (4 mil) dla 2+N+2 stackups. Jednakże 0,15 mm (6 mil) jest słodkim punktem, który równoważy gęstość i wydajność produkcji.0 mm lub mniej) są możliwe, ale zwiększają koszty i zmniejszają wydajność (więcej błędów wiertniczych).

P5: Jak długo trwa produkcja płytek HDI 2+N+2?
Odpowiedź 5: Czas realizacji zależy od złożoności i objętości:

a.Prototypy (1100 sztuk): 5-7 dni (z usługami szybkiego obrotu od LT CIRCUIT).
b.Średnia objętość (1000 ∼10 000 jednostek): 10 ∼14 dni.
c. Wysoka objętość (10.000+ jednostek): 2 ∼ 3 tygodnie.
d. Laminat sekwencyjny doda 1 ‰ 2 dni w porównaniu z tradycyjnymi płytami PCB, ale szybsza iteracja projektu (dzięki wsparciu DFM) często to kompensuje.

P6: Czy 2+N+2 stackupy mogą być elastyczne?
Odpowiedź: Tak, wykorzystując elastyczne materiały rdzeniowe i materiały budowlane (np. poliamid zamiast FR-4). Elastyczne zestawy 2+N+2 są idealne do urządzeń noszonych (np. paski zegarków inteligentnych) i zastosowań motoryzacyjnych (np.elektronika skrzyżowanej deski rozdzielczej)LT CIRCUIT oferuje elastyczne układy 2+2+2 o minimalnym promieniu gięcia 5 mm (dla wielokrotnego gięcia).

Ostatnie przemyślenia: Czy 2+N+2 HDI Stackup jest dla Ciebie odpowiednie?
Jeśli projekt wymaga:

a.Mniejszy rozmiar PCB bez poświęcania liczby komponentów.
b.Sygnały dużych prędkości (5G, 100Gbps) z minimalną stratą.
c.Równowaga między wydajnością a kosztami.

Wówczas 2+N+2 HDI stackup jest doskonałym wyborem.i dalej, podczas gdy jego strukturalna konstrukcja upraszcza produkcję i zmniejsza ryzyko.

Kluczem do sukcesu jest współpraca z producentem, który specjalizuje się w 2+N+2 stackupach.i wybór materiałów zapewnia, że pańskie zapasy spełniają specyfikacje w terminie i w ramach budżetuOd przeglądów DFM do końcowych testów, LT CIRCUIT działa jako przedłużenie Twojego zespołu, pomagając Ci przekształcić projekt w niezawodny, wydajny PCB.

Nie pozwól, aby ograniczenia przestrzeni lub prędkości ograniczały Twój projekt.