Le matériau M6 est un PCB hybride multicouche M6 laminé à haute vitesse et à faible perte à 14 couches avec contrôle d'impédance multi-points

Un PCB M6 à 14 couches avec contrôle d'impédance multipoint

Au fur et à mesure que les débits de données dépassent 25 Gbps et atteignent le domaine de 56G et 112G PAM4, les matériaux de PCB conventionnels comme le standard FR-4 atteignent leurs limites pratiques.et le choix du matériau stratifié détermine directement si une conception à grande vitesse réussit ou échoueCet article examine une carte sophistiquée de 14 couches construite sur le matériau M6, avec un contrôle d'impédance rigoureux à cinq points critiques, fiabilité de classe IPC-3,et avancés par des techniques de transformation.

Capture d'écran du produit: La carte haute vitesse à 14 couches

Nombre de couches: 14 couches

Matériau de base: série M6 (laminé R-5775 ((N), prépreg R-5670 ((N))

Épaisseur du panneau fini: 2,406 mm

Poids du cuivre: couches intérieures 0,5 once de cuivre fini, couches extérieures 1 once de cuivre fini

Masque de soudure: vert avec lettres blanches

Finition de surface: nickel-palladium-or (ENEPIG)

Taille du panneau: 106 mm x 102 mm = 1 pièce

Norme de qualité: classe IPC-3 (haute fiabilité)

Contrôle de l'impédance: 5 paires de différentiels, chacune réglée à 100Ω ± 10%

Vias: de 0,2 mm de diamètre, bouchées en résine, galvanisées pour lisser la surface

Qu'est-ce que le matériau de la carte M6?

Le M6 est un matériau stratifié à haute vitesse et à faible perte de la série Megtron, spécialement conçu pour les applications nécessitant une intégrité supérieure du signal à haute fréquence.

• Laminat: R-5775 ((N) Le matériau diélectrique du noyau
• Prepreg: R-5670 ((N)

Les deux sont classés comme "Matériaux multicouches à haute vitesse et à faible perte" avec une construction en tissu en verre à faible Dk, ce qui réduit le retard de propagation du signal et améliore la cohérence de l'impédance.

Tableau des paramètres clés (à partir de la fiche R-5775 ((N))

M6 Variantes de matériau (types de noyau)

Le M6 est disponible en plusieurs épaisseurs de noyau, chacune avec des styles de tissu de verre spécifiques et une teneur en résine:

Domaines d'application du M6

L'informatique haute performance (serveurs, commutateurs, routeurs)

Transcepteurs optiques (400G, 800G)

Infrastructure de télécommunications (stations de base 5G, liaisons rapides)

Équipement d'essai et de mesure

Aérospatiale et défense (radar, guerre électronique)

Points de traitement clés pour le M6

Sur la base de la ligne directrice M6, les fabricants doivent prêter attention aux éléments suivants:

Conservation: le Prepreg R-5670 doit être conservé à ≤ 23°C et ≤ 50% RH. Un stockage prolongé nécessite une température de 5°C. Les sacs ouverts doivent être recouverts; l' exposition cumulée ne doit pas dépasser 8 heures.

Traitement par liaison à la couche interne: l'oxyde noir/brun est acceptable, mais un traitement par oxyde alternatif (technologie de gravure au peroxyde/sulfure) est préférable.Il est recommandé de cuire à 105 °C pendant 20 à 30 minutes après traitement à l'oxyde..

Perçage: utilisez des trous à angle d'hélice élevé et des feuilles d'entrée lubrifiées (par exemple, des feuilles LE).charge de la puce de 20 μm/rev3000 visites.

Pour le déshumidificateur de permanganate, le temps de déshumidification FR-4 est deux fois plus long que pour le déshumidificateur de plasma, la moitié du temps de déshumidification FR-4.Pour les constructions hybrides avec FR-4, un traitement combiné (découpage plasma + permanganate sans gonflement) est recommandé.

ENIG Précautions: si vous utilisez ENIG (comme ce produit), cuire à 150°C pendant 5 heures ou conserver à température ambiante pendant 1 semaine est nécessaire avant le nickelage afin d' éviter les défauts du placage.

Lamination: Vitesse de chauffage: 2,0 à 4,0°C/min. Pression: 3,0 à 4,0 MPa. La température du produit doit dépasser 185°C pendant 75 minutes. Arrêt sous vide à 90 à 130°C (30 minutes après le démarrage).

Types d'impédance

Le contrôle d'impédance est la pratique consistant à faire correspondre l'impédance caractéristique d'une ligne de transmission à l'impédance de source et de charge pour minimiser les réflexions du signal.cinq paires de différentiels sont réglées à 100Ω ± 10%Examinons les principaux types d'impédance et leur application.

Impédance à extrémité unique

Un seul conducteur référencé à un plan terrestre (généralement sur une couche adjacente).

Impédance différentielle

C'est le type utilisé dans le produit courant. Deux traces correspondantes transportant des signaux égaux et opposés. L'impédance différentielle est l'impédance entre les deux traces.La valeur standard pour les paires différentielles à grande vitesse (USB), PCIe, Ethernet, LVDS) est de 100Ω.

Pourquoi un différentiel de 100 Ω?Cette valeur équilibre la consommation d'énergie, l'immunité au bruit et la compatibilité avec les conceptions d'émetteurs-récepteurs standard.

Impédance coplanaire

Les traces sont référencées sur les plans au sol de la même couche (via des déversements au sol adjacents) en plus d'un plan de référence en dessous.souvent utilisé dans les conceptions RF ou lorsque l'espacement de couche en couche est incohérent.

Microstrip contre Stripline

Structures d'impédance dans ce produit

À partir de la feuille de calcul de l'impédance, nous pouvons identifier deux structures distinctes:

1. Microstrip recouvert par couplage de bord 1B (impédance 1 et 2 L1 et L14)

2L'impédance de l'écoulement de la ligne 1B1A (impédance 3, 4, 5 ¢ L5, L10, L12)

Pourquoi cinq points de contrôle d'impédance?

Les cinq paires de différentiels contrôlés (L1, L14, L5, L10, L12) reflètent la complexité du routage à grande vitesse:

L1 et L14 (couches extérieures): vraisemblablement pour les signaux qui doivent entrer/sortir de la carte sans voies, ou pour les points d'essai.

L5, L10, L12 (couches intérieures): structures de lignes de ligne pour les traces longues et à grande vitesse nécessitant une protection EMI maximale et une impédance constante sur de plus longues distances.

La hauteur diélectrique (H1/H2) et la hauteur diélectrique (Er1/Er2) de chaque couche diffèrent en raison de l'empilement, ce qui nécessite des réglages indépendants de la largeur de trace (W) et de l'espacement (S) exactement comme indiqué dans les colonnes "Réglé".

Autres caractéristiques de fiabilité

Les principales exigences sont les suivantes:

Test électrique à 100% pour la continuité et l'isolation

Exigences plus strictes en matière d'anneaux annulaires (minimum 50% du tampon)

Qualité plus stricte des parois des trous (pas de vides, pas de fissures après stress thermique)

Remplissage complet des trous plaqués (pas de vides dans le cuivre)

0.2 mm Vias: Résine enroulée + lissage électroplaté

Les petites voies (0,2 mm de diamètre) sont standard pour les conceptions à haute densité.

Cependant, les voies ouvertes peuvent causer des problèmes:

Le soldeur est enlevé pendant l'assemblage

Flux piégé provoquant une dégazation

Surface inégale pour le placement des composants

Le collage en résine remplit complètement la voie avec une résine époxy non conductrice.

Cela permet:

Conception via-in-pad (via placés directement sous les plaquettes BGA)

Amélioration de la fiabilité (pas de vides, pas de contaminants piégés)

Meilleure dissipation de chaleur (couvercle en cuivre solide)

Conclusion

Ce circuit imprimé M6 à 14 couches représente l'état de l'art de la conception numérique à grande vitesse.Confiance de la classe IPC-3La carte est spécialement conçue pour les applications nécessitant une intégrité du signal à plus de 25 Gbps.

L'utilisation de structures à microstrip (L1, L14) et à stripline offset (L5, L10, L12) démontre une compréhension sophistiquée du contrôle d'impédance entre différents types de couches.Pour les ingénieurs spécifiant des cartes similaires, l'attention portée au stockage des matériaux, aux paramètres de forage, aux cycles de démaquillage et au précuisson ENIG (tel que détaillé dans les lignes directrices du procédé M6) est essentielle à la réussite du premier passage.