Hallo Leute,
kann mir jemand sagen, wie dick ein Prepreg mindestens sein muss, wenn
es über einer 70µm Cu Struktur liegt?
Ich frage, da ich µVia von L1-L2 bzw. L5-L6 (also jeweils von der
Außenlage zur benachbarten Innenlage) und "dickes Kupfer" (L2-L5 = 70µm)
vereinen muss.
Die µVias haben einen Aspect Ration von 1:1 und dürfen nur 100µm im
Durchmesser haben. (Quelle:
https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/bohren-durchkontaktierung/blind-via-sackloch-buried-via-vergrabenes-loch.html)
Geht das überhaupt?
Ich muss einige dieser FETs
(https://epc-co.com/epc/Portals/0/epc/documents/datasheets/EPC2206_datasheet.pdf)
anbinden. Der Strom muss in den Innenlagen geführt werden, da die
sonstigen DesignRules für BGAs/Finepitch (500µm Pitch) ausgelegt sind
und somit maximal nur 35µm (eher 20µm) auf den Außenlagen zulässig sind.
Ich weiß nicht, wie der Hersteller der FETs es macht, aber der "kann"
2oz (70µm) auf allen Lagen und µVias bei seinem Lieferanten kaufen und
empfiehlt das auch in den Design Rules. Auch ist ihm der Aspect Ratio
bei normalen Vias als auch Restringe und Clearance ziemlich häufig egal.
Auf meine Anfrage diesbezüglich hörte ich nur, ich solle einen anderen
Hersteller wählen. - Hab alle namenhaften Deutschen Firmen angefragt -
keiner kann/will das fertigen. Nicht einmal bei dreistelliger
Chargenlosung.
Ich denke nicht dass die Design Rules innen und aussen anders sein
koennen... dh innen grobe Strukturen und aussen feine. Klaer das mit dem
Hersteller ab.
Normalerweise werden bei einem 4 lagigen 2 Prints aufeinander gepresst,
und daher waeren dann alle Lagen gleich in den Anforderungen.
Fine Pitcher schrieb:> wie dick ein Prepreg mindestens sein muss, wenn> es über einer 70µm Cu Struktur liegt?
Das ist nicht so trivial, weil das Prepreg eben nicht "über" dem Kupfer
liegt, es muss auch die Lücken im Kupfer ausfüllen, und die sind ja eben
70µ tief. Da kommt der Füllgrad* ins Spiel. Wieviel dicker die Prepregs
mindestens sein müssen, musst du mit dem Hersteller abklären. Ausserdem
tritt das Problem ja je nach Lagenaufbau auf beiden Seiten des Prepregs
auf!.
* Typische Füllgrade sind 20% bei Leiterbahnlagen und 90% bei Power
Planes. Brauchbare Software zur Erstellung von Layerstacks muss das bei
der Dickenberechnung berücksichtigen, und brauchbare Layout- oder
CAM-Software muss den Füllgrad berechnen können.
Fine Pitcher schrieb:> da die> sonstigen DesignRules für BGAs/Finepitch (500µm Pitch) ausgelegt sind
Dann kommen für die Aussenlagen nur 35µ in Frage.
Fine Pitcher schrieb:> Die µVias haben einen Aspect Ration von 1:1 und dürfen nur 100µm im> Durchmesser haben
Das geht nicht annähernd. Die Via-Bohrungen müssen ja durch das
Aussenlagen-Kupfer, Prepregs wie oben beschrieben, also 150µ oder mehr,
und das 70µ Kupfer gehen. Also Tiefe > 250µ und Durchmesser
entsprechend.
Georg
Fine Pitcher schrieb:> Da wird die Tiefe des µVias immer nur als> Prepreg-Tiefe bzw. Lagenabstand gesehen.
Egal wie, letzten Endes ist entscheidend ob ein Hersteller das fertigen
kann und will.
Fine Pitcher schrieb:> Es soll ja "auf" die 2. Lage mit 70µ Kontaktieren
Dazu muss die Cu-Lage aber schon angebohrt werden, nicht nur berührt. In
jedem Fall ist deine Konstruktion auf Kante genäht, wie das heute so
schön heisst. Von Toleranzen z.B. bei der Bohrtiefe noch garnicht zu
reden.
Fine Pitcher schrieb:> Wenn ich dann ein einzelnes> 1080, 2125, 2116 oder zwei 106'er FR4 Prepreg
Das ist nicht zulässig, es müssen immer mindestens 2 Prepregs verwendet
werden. Erst recht bei dickeren Kupferlagen. Ist aber nur meine Meinung,
das entscheidet der Hersteller. Wahrscheinlich toleriert er auch ein
bisschen mehr beim Aspekt Ratio.
Georg
georg schrieb:> Das ist nicht zulässig, es müssen immer mindestens 2 Prepregs verwendet> werden.
Bei Microvias ist es nicht so ungewöhnlich nur einen Prepreg zu
verwenden.
Für diesen speziellen Lagenaufbau, 70µm Innenlage + Microvia, würde ich
aber vorher mit dem Hersteller sprechen.
Es hängt natürlich auch stark von der Cu-Verteilung ab. Wer nur schmale
Leiterbahnen stehen lässt und dazu vereinzelte massive Planes, hat
schnell zu wenig Harz, um die Lücken vollflächig zu füllen. Also bitte
Freiflächen vermeiden und nur schmale Gräben zwischen den Potentialen
lassen. (Bezieht sich insbesondere auf die 70µ Schicht, wo das dünne
Prepreg drauf soll.)
Bei den Prepregs unterscheidet man übrigens noch zwischen SR, MR und HR
Varianten: Standard Resin, Medium Resin und High Resin. Letztere haben
einen höheren Harzanteil, was eigentlich die schlechtere Qualität ist,
da anteilig weniger Glasfasern enthalten sind. Aber sie haben ein
besseres Füllvermögen mit dem Nachteil, dass die Dickentolereanz höher
ist und epsilon_r stärker schwankt. Das kann ein Problem sein, wenn
impedanzkontrollierte Paare vorhanden sind.
Bei Poollieferanten stößt man schnell an Grenzen. Bei richtigen
Lieferanten (Würth und Ilfa in Deutschland, NCAB aus China) ist deutlich
mehr möglich. Ich musste tatsächlich mal bei einer Serienleiterkarte
wegen recht komplexer Anforderungen (Hochfrequenz, Power, Fine-Pitch,
verschiedene Impedanzen) ein Layout machen, bei dem ein Core von beiden
Seiten eine unterschiedliche Kupferstärke aufgewiesen hat (17 vs. 35
µm).
Für die Prototypen wurde ein Core mit 2x 35 µm erst vollflächig von
einer Seite dünner geätzt und dann normal weiter bearbeitet. Für die
Serie wurde passendes Material direkt beim Hersteller der Prepregs
geordert.
Das machte bei einer 20x30 cm Leiterkarte einen relativ bescheidenen
Aufpreis (wenige Euro. So 2-3 müssten es gewesen sein). Allerdings bei
Stückzahlen im unteren fünfstelligen Bereich.
Bei solchen Themen lohnt es sich aber immer, mit den Technikern beim
Hersteller der Leiterkarte zu sprechen. Ob die bei dreistelligen
Stückzahlen aber eben so hilfsbereit sind, wage ich zu bezweifeln.
Karsten B. schrieb:> Bei Microvias ist es nicht so ungewöhnlich nur einen Prepreg zu> verwenden.
Das ist keine Frage von gewöhnlich oder ungewöhnlich, sondern von
Vorschriften. Für LP mit UL oder MIL müssen 2 Prepregs verwendet werden,
um Kurzschlüsse durch dünne Stellen im Gewebe sicher auszuschliessen -
nicht bloss aus Jux und Dollerei.
Für einen Bastler ist das natürlich völlig egal.
Georg
Wenn der Hersteller das Laserbohrt könnte es gehen. Dabei wird mit 2
Lasern gearbeitet. Zuerst wird mit einem sehr feinen, gerichteten Laser
eine Lochmatrix ins Kupfer der Deckschicht geschossen, diese ist im
Prinzip das Loch in der Außenlage. Anschließend wird mit einem 2. Laser
ein größerer Bereich bearbeitet, welcher nur auf das Harz und Glas
wirkt. Dieser nutzt das vorher erstellte Muster im Kupfer als Maske. Er
geht auch nur bis zum Kupfer der ersten Innenlage.
Bei mechanisch gebohrten Sacklöchern muss man tatsächlich idealerweise
durch die Ziellage bohren um sicherzustellen, daß auch die normalen
Dickenschwankungen beim Verpressen ausgeglichen werden können und das
Kupfer noch kontaktiert wird. Letztere kann man jedoch tiefer fertigen,
da Sacklochbohrer eine Kegelföermige Spitze haben. Lasergebohrte
Sacklöcher indeß werden Bauchig, was bedeutet, wenn sie zu tief sind
kann sich Luft in diesem "Bauch" fangen, welche dann verhindert, daß die
Chemie in das Via gelangt und somit die Verkupferung nur Teilweise oder
gar nicht stattfindet.
Dann muss man unterscheiden, es gibt von fast jeder Prepregdicke (außer
104) mindestens 2 Ausführungen (teilweise 3): Normaler Harzgehalt und
hoher Harzgehalt. Letztere nimmt man für Dickkupferplatinen, dort hat
man sehr viel mehr Harz, welches beim verpressen flüssig wird und in die
Spalten kriecht. Das Glasgewege lässt sich indeß nicht komprimieren. Nur
der Vollständigkeit halber: Es gibt manche Prepregs auch mit weniger
Harzgehalt, diese werden für den Aufbau von Starrflex Platinen benötigt,
welche vorm Verpressen ausgefräste Elemente beinhalten damit diese nicht
wieder verkleben.
Mit Sondertechnologien ist es aber auch relativ einfach anders Möglich:
Man nimmt einen sogenannten Laminataufbau.
Dabei wird ein Laminat verwendet mit 2x 70µm Kupferauflage (Top und I1)
und 100µm GFK (z.B.). Dieses wird einseitig strukturiert und dann mit
Prepregs zwischen I1 und I2 und einem 2. Laminat derart (als I2 und Bot)
verpresst. Man kann dann aus 2 derartigen Laminaten z.B. einen 4 Lagen
Multilayer erstellen, die äußeren beiden Schichten (Top und I1 z.B.)
können so z.B. nur 80µm Auseinander sein. Nach dem Verpressen werden die
Außenlagen dann auf 15µm heruntergeätzt bevor mit dem Viabohren begonnen
wird. Bei solchen Anforderungen ist das eher das übliche Vorgehen. Durch
den zusätzlichen Arbeitsschritt, die Außenlagen abzuätzen ist das
natürlich teurer (1). Spielt aber vermutlich bei Sacklöchern nicht die
Rolle, da die sowieso Sondertechnologie sind.
(1) Der Aufpreis dürfte sich sehr ähnlich zu dem Verhalten der zwischen
4 und 6 Lagen Multilayer besteht)
Fine Pitcher schrieb:> Hallo Leute,>> ...
Schau dir bei ilfa mal die Musterstapel an, was die fertigen können (und
wollen). Das ist ein guter Leitfaden, alle anderen können nicht mehr
oder (viel) anders.
Danach denk mal drüber nach, ob deine Lösung richtig ist, oder ob es
anders/besser geht. Dickkupfer und Microvias sprechen dafür, dass du
nicht wirklich weißt was du tust.
WE kann zB räumlich getrennt, ein Ende der Platine Feinleiter und das
andere Dickkupfer.
Wie viele kA müssen denn fließen? Evtl tuts ja auch einfach zwei Lagen
mehr. Oder aufschweißen von Kupferleitern (Wirelaid oä ) für die
belasteten Netze.
Roland E. schrieb:> Oder aufschweißen von Kupferleitern (Wirelaid oä ) für die> belasteten Netze.
geht aber auch nur bei 70µm Mindestkupfer. Eine Alternative ist Iceberg,
da wird von 400µm auf 70 rückgeätzt, aber auch dort: 70µm, drunter gehts
nicht.
Wie ich schon schrieb, prinzipiell ist das mit Laminattechnik möglich,
obs sinnvoll ist muss der Anwender entscheiden.
georg schrieb:> Karsten B. schrieb:>> Bei Microvias ist es nicht so ungewöhnlich nur einen Prepreg zu>> verwenden.>> Das ist keine Frage von gewöhnlich oder ungewöhnlich, sondern von> Vorschriften. Für LP mit UL oder MIL müssen 2 Prepregs verwendet werden,> um Kurzschlüsse durch dünne Stellen im Gewebe sicher auszuschliessen -> nicht bloss aus Jux und Dollerei.>> Für einen Bastler ist das natürlich völlig egal.>> Georg
Hast du dafür eine Quelle? Soweit ich weiß, muss nur eine gewisse
Prepregdicke vorhanden sein. Ob das jetzt ein oder zwei Prepregs sind,
spielt keine Rolle. Im Pool bei Eurocircuits oder Würth kann ich UL
gekennzeichnete Platten bestellen, die im Lagenaufbau nur einen
einzelnen Prepreg verwenden.
Georg hat schon recht. Das ist eine Forderung der IPC, bei einem Prepreg
kann es durch Fehler in der Fertigung / im Handling immer passieren, daß
an einer Stelle kein Gewebe ist. Bei 2 übereinander liegenden ist die
Wahrscheinlichkeit so gering, daß es kein Problem ist. UL dürfte das
egal sein, die bewerten die Brandlast, da ist das Harz relevant und die
Verarbeitung als Verfahren, nicht wieviele Prepregs eingebaut sind nur
welche.
Christian B. schrieb:> Roland E. schrieb:>> Oder aufschweißen von Kupferleitern (Wirelaid oä ) für die>> belasteten Netze.>> geht aber auch nur bei 70µm Mindestkupfer. Eine Alternative ist Iceberg,> da wird von 400µm auf 70 rückgeätzt, aber auch dort: 70µm, drunter gehts> nicht.>
Bei Würth steht nix von 70u Mindestkupfer für Wirelaid. Die reden von
35u.
Macht ja auch keinen Sinn, weil bei 70 sonst feine Strukturen trotzdem
nicht gehen würden.