8 Layer Board

Branschförkortningar
AOI
Automatic Optic Inspection
I/O
Input/Output
BGA
Ball Grid Array
IR
Infra Red
BT
Bismaleimide Triazine (BT-Epoxy)
MCM
Multi Chip Module
CAD
Computer Aided Design
OSP
Organic Solderbility Preservatives
CAM
Computer Aided Manufacture
PCB
Printed Circuit Board
CSP
Chip Scale Packaging
PWB
Printed Wiring Board
CTE
Coefficient of Thermal Expansion
QFP
Quad Flat Pack
Df
Dissipation factor
RCC
Resin Coated Copper
Dk
Dielectric constant
SMT
Surface Mount Technology
DRC
Design Rule Check
Tg
Transition Temperature
FR-4
Flame Resistant
UV
Ultra Violet
HDI
High Density Interconnections

Prisdrivande faktorer
• Antal kort Antal / optimering på produktionspanel
• Leveranstid Normaltid 15 arbetsdagar
• Storlek Leveransämnet och utnyttjande av produktionspanel
• Material Materialtyp och bygge
• Klass Ledarbred och isolation under 0,15mm
• Antal lager Antal filmade innerlager
• Tjocklek Påverkar hur många som kan borras i stack
• Antal hål Totalt
• Antal dimensioner Pläterade och O-pläterade
• Hål mindre än 0.5mm Påverkar hur många som kan borras i stack
• Antal testpunkter Påverkar testgigg kostnaden samt val av testmetod
• Typ av ytbehandling Tenn/bly, Kem Ni/Au, OSP osv..
• Blinda och dolda via-lager Hög prisfaktor
• Microvia lager Beroende på metod och lagerantal
Märktryck, avdragbar mask, kantplätering och försänkningar är andra typiska
Prisfaktorer.

Nödvändig information
Koppartjocklek
ML-bygge
Lagerordning
Material
Borrdimensionstabell
Fullständig ritning
Typ av ytbelägning
Typ av lödmask
Märktryck
inner-, ytterlager
isolationsavstånd mellan lager
filnamn=lager
typ, dimension
antal hål per dim.
origo angivet till borrhål
lödytor
1 eller 2 sidor
färg, 1 eller 2 sidor

Vanliga konstruktionsproblem
• Designen är onödigt komplicerad
• Komplett ritning saknas
• Finns inte plats att lägga in brytpunkter enligt ritning
• På innerlager (ground- och vcc-planes) är frigångarna
för små och fel konstruktion på värmeavledning
• Innerlager (signals) har för små kragar
• Isolationsmasken har för små öppningar

Liten checklista för konstruktörer
Angett pläterade/opläterade hål?
Finns text på ytterlager för att
undvika spegling?
Öppnat för opläterade hål i
lödmask?
Hur ska viahål öppnas i mask?
Är ledare utan anslutning borttagna?
Meddelat när ”guard” respektive
avisolering används?
Är s.k. thermals ordentligt definierade?
Är frigången runt hål i innerlager
tillräckliga ?
Öppnat i innerlager för opläterade hål?
Är lagren i flerlagerkort numrerade?

Mönsterkortmaterial
Många av dagens elektronikprodukter kräver:
• Material med ett lågt epsilon för att matcha höga frekvenser(Dk).
• Ha en låg förlustfaktor (Df).
• Ha en hög glasomvandlingstemperatur (Tg).
Detta visar sig framför allt när produkten är antenn nära, där
signaler med höga frekvenser måste vara exakt anpassade och
förlustfria.
Även materialets planhet och rörelse vid temperatur-cyklingar
(CTE) är av stor vikt för kort med mycket fina mönster (HDI) samt
bärare till CSP och Flip Chip-komponenter.

Tekniskt förtydligande
Tg
Dk
Df
CTE
HDI
Glass transition temperature. Glasomvandlingstemperatur
( o C).
Dielectric constant. Dielektrisk konstant (ε r at 100 Mhz).
Dissipation factor. Förlustfaktor (tanδ at 100 Mhz).
Coefficient of thermal expansion. Termisk expansionskoefficient
(0-100C ppm / o C).
Height density interconnection. Kort med hög packningstäthet.

Mönsterkortmaterial
Material Dk Df TG CTE X ; Y ; Z
FR4 standard 4,5 1GHz 0,015 1GHz 140C 15 ;15 ;50
FR4 Hight TG 4,5 1GHz 0,015 1GHz 140C 15 ;15 ;50
BT-Epoxi 4,1 1GHz 0,010 1GHz 175C 14 ;14 ;55
Rogers 4350 3,48 10GHz 0,004 10GHz 280C 14 ;16 ;50
Rogers 4003 3,38 10GHz 0,0027 10GHz 280C 11 ;14 ;46
Rogers 4403 Prepreg 3,17 10GHz 0,005 10GHz 280C 16 ;19 ;80
Arlon 25N 3,38 10GHz 0,0025 10GHz 260C 15 ;15 ;52
Arlon 25FR 3,58 10GHz 0,0035 10GHz 260C 16 ;18 ;59
Arlon 55NT Epoxi/Aramid 3,9 1GHz 0,018 1GHz 180C 9 ;9 ; 120
Arlon 85NT Polymid/Aramid 3,7 1GHz 0,015 1GHz 250C 9 ;9 ;90
Arlon Diclad 522 Teflon 2,65 10GHz 0,0022 10GHz 350C 14 ;21 ;173
Arlon Diclad 527 Teflon 2,65 10GHz 0,0022 10GHz 350C 14 ;21 ;173
FR4 Halogenfri FR4(testas) 4,3 1GHz 0,015 1GHz 140C 15 ;15 ;50
Matsushita Halogenfri FR4 4,78 1GHz 0,019 1GHz 145C 11 ;14 ;38
Polyclad RCC-folie 3,3 1GHz 0,020 1GHz 175C
Matsushita ARCC-folie 3,25 1GHz 0,010 1GHz 160C
Specifikationer finns att hämta från www.elektrotryck.se

Jämförelse mellan Thermount® och FR4-material
Mechanical Properties of Nonwoven Aramid Laminate
Proberty Units Test Method 1080 Nonwoven
E-glass Aramid
Resin Content Weight % Basis weight 50 52
Density g/cc Archimedes 1.7 1.34
Cu Peel Strength pli 1/8" etched 7.1 5.2
Peel (ther.shock) pli 1/8" etched 6.4 5.5
Tg °C TMA 129 165
CTE: X ( 0-100 C ) ppm/°C TMA 17 7
CTE: Y ( 0-100 C ) ppm/°C TMA 18 8
CTE: Z ( 0-100 C ) ppm/°C TMA 54 115
Dim. Stability % IPC TM-650 0.04 0.02
Electrical properties
Dielectric Strength Volts/mil 1665 2081
Dielectric Constant 1 Mhz 4.6 3.9
Dissipation Factor 1 Mhz 0.023 0.015
Physical properties
Water Absorption % 0.15 0.44
Thermal Conductivity W/m°K 0.35 0.20
Laminate Smoothness ( Å ) 4200 2200
Laser Ablation CO 2 Laser Molten glass Uniform
residue consistent

Jämförelse mellan material med Dk 3,5
Properties for Multilayer Materials with 3,5 Dk.
Fabricator Arlon Asahi Hitachi Rogers Taconic
Products 25 FR Nelco N6000 MCL-LX-67 4350B/4403 35 RF/TP-35
Isola Gigaver 210
Polyclad PCL-LD-621
Type of resin/filer Hydrocarbon+filer APPE,no filer Resin unknown,no filer Hydrocarbon+filer PTFE+filer
Reionforcment E-glass E-glass E-glass E-glass E-glass
Dk 1 Ghz 3,57 about 3,5 (RC dependent) 3,5 about 3,5/3,25 3,4/3,3-3,5
Dk 10 Ghz 3,63 about 3,5 (RC dependent) 3,46 3,45/3,2 3,4/3,3-3,5
Df 1 Ghz 0,003 0,004 0,005 0,0039/0,005 0,0018
Df 10 Ghz 0,0035 0,007 0,007 0,0039/0,005 0,0025
Tg DSC 240 C N/A 215 C >280 C N/A
Tg DMA 120 C 170 C 185 C >280 C >315 C
Thermal conductivity 0,24 W/mK/laser flasch 0,20 W/mK
method
Cenco-Fitch
ASTM D117
0,304W/mK
ASTM E-1225
0,446 W/mK
ASTM F433
0,62 W/mK
ASTM D5930
0,33 W/mK
Water absorption 0,07% 0,20% 0,06% 0,02%
IPC
Water absorption 0,30% 0,50%
PCT
Peel strength 0,7 N/mm about 1,2 N/mm 1,4 to 1,7 N/mm 0,8 N/mm 1,8 N/mm
Flexural strength 183 MPA 370/480 MPA about 500 MPA 250 MPA 124/152 MPA

Olika typer av glasfiberväv (Prepregarmering)

Standard koppar tjocklek

Standard ”Prepreg” material

Beräkning av koppar utfyllning

Halogenfria material
Två fabrikat under utvärdering: Isola Duraver 150 Matsushita R1566
Matsushita FR4 Br Polyclad
Insulation Resistence Ω 1 x 10 13 1 x 10 13
Dielectric Constant 1 Mhz 5.2 4.8 4.6
Tan δ 1 Mhz 0.010 0.016 0.015
Copper Peel Strength N/cm 14.7 15.7
Tg o
C 140 140 140
Priser verkar hamna ca.50% över vanlig FR4. Volymproduktion av dessa
material har nyligen kommit igång. Fosfor har ersatt Bromine

Ytbehandling
• Tenn Bly
• Kemiskt Nickel Guld
• OSP ( Organic Solderbility Preservaties )

Dagens toleranser
Olika typer av lödmasköppningar för viahål
Full öppning även krage
Täckt primärsida och miniöppning på
sekundär sidan
Bägge sidor täckta
Bägge sidor täckta + viahålfyllning

Rekommendationer för microviabyggen
Microvia L1-L2 min 100um
Pad min 250um
Buried via min. 250um
Pad min 350um
PTH via min.300um
Pad min 400um
Microvia L1-L3 min 200
Pad min 400um
www.ipc.org
Line space min. 100um
Se även IPC HDIS standards
IPC-2315:HDIS Design Std.
IPC-4014:HDIS Material Std.
IPC-6106:HDIS Specifikation

Toleranser för ”HDI” konstruktioner
(Units ; µm)
75 75 75 100 250
400
550
200
250
250
100
500
100
50-80
50-80
A
50-80
50-80
550
100
A Material thickness 0,8mm 0,30 drilled via hole
B Can be landless on outer layer
A
B
75 75 75
500
A
550
200 200
250
200
350
75
75 75 75

Blindvia exempel
Layer 1 Cu 50 um +/- 10
Core 3x7628 500 um +/- 50
Layer 2 Cu 35 um +2 -5
Prepreg 3x7628 500 um +/- 50
Layer 3 Cu 35 um +2 -5
Core 3x7628 500 um +/- 50
Layer 4 Cu 50 um +- 10
Blind vias
Drill 1 – 2
Drill 3 – 4
Drill 1 - 4

Blindvia exempel
Lay-up * 8 layer * blind via layer 5 - 8
LAYER 1 17,5 µm ____35 µm ( final )
PREPREG 155 µm ____± 25 µm
LAYER 2 17,5 µm ____+2 –5 µm
155 µm ____±25 µm
LAYER 3 17,5 µm ____+2 –5 µm
PREPREG 155 µm ____±25 µm
LAYER 4 17,5 µm ____+2 –5 µm
PREPREG 155 µm ____±25 µm
LAYER 5 17,5 µm ____+2 –5 µm
PREPREG 155 µm ____±25 µm
LAYER 6 17,5 µm ____+2 –5 µm
155 µm ____±25 µm
LAYER 7 17,5 µm ____+2 –5 µm
PREPREG 155 µm ____±25 µm
LAYER 8 17,5 µm ____35 µm ( final )
TOTAL THICKNESS = 1300 µm ± 100 µm

Blind och dold via exempel
10 Layer Board
8 Layer Core Cu 35um 1+1 RCC-Folie Cu 12um
Drill L2 – L9 Cu min. 20um
Drill L1 – L10 Cu min. 20um
Microvia L1 – L2 Cu min. 13um
Microvia L9 – L10 Cu min. 13um

Blind och dold via exempel
8 Layer Board
4 Layer Core Cu 17,5um 2 + 2 RCC-Folie Cu 12um
Drill 3 – 6 Cu min. 13um
Drill 1 – 8 Cu min. 20um
Microvia 1 – 2 Cu min. 13um
Microvia 2 – 3 Cu min. 13um
Microvia 6 – 7 Cu min. 13um
Microvia 7 – 8 Cu min. 13um

Kapabilitet
Data formats layout
Data formats drill
Data formats netlist
Data formats drawing
Preferred formats
Deliveries time DD/ML
Type of board
Gerber, Gerber X, ODB++,
Gerber X, ODB++, Excellon, Posalux, Sieb-Meyer, Trudrill
IPC 356, ODB++, Mentor neutral file,
Gerber X, ODB++, DPF, DXF, HPGL, Postscript
Gerber X, ODB++, IPC356
from 24hours/ 48hours
Single and double sided PTH
Multilayer up to 20 layer
High Density Interconnect Board ( HDI )
Special built up Blind/buried vias, Microvias 1/1 and 2/2
Base material See www.elektrotryck.se / Teknik / Material ( spec. in PDF )
Built up material
RCC-foil, Thermount, Laser FR4 prepreg
Max. Board size Double sided 421 x 534, Multilayer 404 x 477

Kapabilitet
Total thickness of board
Min. 0,20mm, Max. 3,40mm
Innerlayer Min. thickness 0,10 mm
* If high tolerance on line Min. line width 0,076mm ( 18um Cu )
width Min. line width 0,076mm ( 35um Cu )
Min. spacing 0,076mm ( 18um Cu )
Min. spacing high tolerance* 0,10mm ( 18um Cu )
Min. spacing 0,10mm ( 35um Cu )
Min. spacing high tolerance* 0,114mm ( 35um Cu )
Min. isolation built up layers 0,03mm
Min. annular ring
0,15mm
Outerlayer Min. line width 0,076mm
Max. 18um base copper Min. spacing 0,076mm ( 0,125 from drilled hole )
Min. spacing high tolerance* 0,10mm
Min. annular ring 0,20mm ( no land on via hole )
Total thickness of board +/- 10% ( if thickness

Kapabilitet
Milling Standard dimension 2,40mm
Min.dimension
0,80mm
Tolerance
+/- 0,10mm
V-cut (Scoring) Board thickness 0,50-2,40mm
Angle 30°
Solder mask Min. spacing 0,070mm
Min. track width
0,125mm
Legend Min. spacing to solderpads 0,20mm
Min. line
0,15mm
Carbon Min. track width 0,30mm
Min. insulation width 0,50mm
Min. overlap copper 0,30mm
Peelable mask Min. spacing to solderpads 0,50mm
Min. area
2,00mm
Max coverd hole
Board thickness -0,10mm
Via hole fill Max. hole size 0,80mm
Overlap / Hole size + 0,40mm

Kapabilitet
Solder Surface
Treatment
Hot air leveling Sn/Pb 2-40 um
Chemical Nickel/Gold Ni 4-7 um
Au
0,07-0,15 um
OSP
0,20-0,30 um
UL94 V-0
ISO 9002
ISO 14001
Approvals
www.elektrotryck.se

Panel optimering
Standard panel dimension i mm.
Panel yta PCB yta Fabrik
Dubbel/ enkel sidigt 305 x 460 269 x 424 Ekerö
405 x 457 369 x 421 Ekerö
458 x 570 421 x 534 Ekerö
458 x 608 417 x 560 Timrå
Kort yta
Multilayer 458 x 533 404 x 477 Ekerö
458 x 608 417 x 560 Timrå
Teflon 290 x 406 254 x 370 Ekerö
Panel yta

V-spårfräs (scoring)
30 o Min. 0,20 mm
Min.avstånd centrum till ledare
0,40 mm ( 1,6 mm material )
Norm. 0,35 mm

Guideline BGA (1)
Solder Ball Pitch
Design Parameters 1.50 1.27 1.0 0.80 0.65 0.50
Solder Ball Diameter 0.75 0.75 0.60 0.50 0.40 0.30
Solder Pad Diameter 0.50 0.50 0.40 0.35 0.30 0.25
PTH Diameter 0.30 0.30 0.20 0.20 0.20 0.15
PTH Pad Diameter 0.50 0.50 0.40 0.40 0.40 0.25
Line Width (1 Line/Channel) 0.30 0.25 0.20 0.125 0.075 0.075
Line Width (2 Line/Channel) 0.20 0.15 0.12 0.075 0.050 0.050
Component Type Stencil Foil Aperture Size Board Pad
PQFP 0.15 1.75 x 0.23 1.80 x 0.27
CBGA 0.20 0.79 round 0.71 round
TBGA 0.18 0.81 round 0.66 round
PBGA 0.20 0.79 round 0.71 round
CSP 0.13 0.36 round 0.30 round

Guideline BGA (2)
Column Grid Array Signal Routing Guidelines
Contact Pitch 1.0 1.25 1.5 1.0 1.25 1.5
Contact Land 0.55 0.65 0.75 0.55 0.65 0.75
Via Land 0.61 0.61 0.61 0.50 0.50 0.50
Via Hole 0.33 0.33 0.33 0.25 0.25 0.25
Annular Ring 0.14 0.14 0.14 0.12 0.12 0.12
Signal Line 0.13 0.13 0.13 0.10 0.10 0.10
Air Gap 0.13 0.13 0.13 0.10 0.10 0.10
Signal Track 1 2 3 1 2 3
Component Type Stencil Foil Aperture Size Board Pad
PQFP 0.15 1.75 x 0.23 1.80 x 0.27
CBGA 0.20 0.79 round 0.71 round
TBGA 0.18 0.81 round 0.66 round
PBGA 0.20 0.79 round 0.71 round
CSP 0.13 0.36 round 0.30 round

Elektrotryck: Kontakta oss
Kund support Mikael Gribert +46 8 56038243
m.gribert@elektrotryck.se
Kund support Danmark Göran Karlström +46 8 56038208
g.karlstrom@elektrotryck.se
Kund support Finland Marita Turkkinen +358 33165440
marita.turkkinen@elektrotryck.fi
Marknads ansvarig Henrik Floren +46 8 56038222
h.floren@elektrotryck.se
Teknik ansvarig Lars Blomberg +46 8 56038213
l.blomberg@elektrotryck.se
Kvalitets ansvarig Pär Lanner +46 8 56038207
p.lanner@elektrotryck.se

Information
www.elektrotryck.se