サイズが変えるもの
面積はコストに線形に効きますが、スパンは他のすべてに非線形に効きます。
- 材料と工程。積層材が増え、銅が増え、槽が大きくなり、露光とエッチングの装置も大きくなります。
- 平坦性。同じ 0.7 % の限度でも、200 mm より 1.9 m のほうが絶対的なたわみははるかに大きくなります。
- 取り扱い。大きなパネルは重く、中央がしなるため、支持点を増やす必要があります。
- 実装。印刷機、搭載機、炉がパネルを受け入れ、治具が平坦に保持しなければなりません。
平坦性が主戦場
同じスタックアップでも、銅の分布が違えば平坦性はまったく変わります。大型基板では、測定する前にその差が目に見えます。
効く対策は次のとおりです。
- 対称な積層構成。片面だけの銅は積層中に基板を曲げます。厚銅部を中心線に対して鏡像に置くのが、もっとも効果の大きい対策です。
- 平面内の銅分布のバランス。片隅の大きな空白は反りの予備軍です。捨てパターンやグラウンドベタで均します。
- 板厚の余裕。厚い基板は反りに強い代わりに、重量とドリルの負荷が増えます。
- 積層中の冷却管理。大型パネルではプレス冷却のサイクルがより重要で、冷まし方が急だと応力が固定されます。
長い基板の設計ルール
大型基板はバックプレーンや、多数のコネクタを載せるパネルであることが多く、配線の優先順位が変わります。
- 長いスパンでの長さ合わせは管理しやすい半面、積層材によるスキューがより効きます。広いパネルではプリプレグの比誘電率が場所で変わります。
- リターン経路は全長で連続していなければなりません。バックプレーンの3分の2で分割されたプレーンは、長さをいくら合わせても直らない信号品位の問題です。
- コネクタ配置は通常、機構設計で固定され、配線の問題は余裕のある基板中央へ押し出されます。
- インピーダンスは ±10 % に保ちますが、クーポンは短い試験構造ではなく長い配線を代表している必要があります。
実装と輸送
実装ラインは、パネルがコンベア、印刷機、炉に収まり、たわまないように支持されることを求めます。最大パネルがラインに対して大きすぎる場合は、より小さな配列で作り、治具に入れて実装するか、分割して実装します。
輸送も設計の一部です。1.9 m のパネルには剛性のあるキャリアと、点荷重をかけない梱包が必要です。
基板を分割すべきとき
1枚の大きな基板が常に正解とはかぎりません。コネクタ、フレックスの尾、リジッドフレックス部でつないだ2枚に分割すると、次の効果があります。
- パネルサイズを、実装ラインが容易に扱える大きさにできる。
- 熱膨張と反りを局所化できる。
- 重要でない側に安価な積層材を使える。
- 保守と交換が可能になる。
代償は接続部のコネクタコストと信号品位であり、バックプレーンではまさにそこにエンジニアリングの力が注がれます。
