يبدأ تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عادةً بـ التقاط المخطط، متبوعًا بـ وضع لوحة الدوائر المطبوعة، التوجيه، فحص قواعد التصميم (DRC)، و فحص DFMثم يُخرج ملفات جيربر، ملفات حفر NC، قائمة المواد (BOM)، و رسم التجميعبالنسبة للتصاميم المعقدة، لوحة الدوائر المطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا مع ثقوب دقيقة محفورة بالليزر و الترقق المتسلسل قد يكون ذلك مطلوباً.

تتضمن ملفات الإدخال الأساسية ما يلي:

• قائمة الشبكة
• الرسم الميكانيكي
• ورقة بيانات المكونات
• وثيقة قدرة العملية (الحد الأدنى لعرض/تباعد المسارات، الحد الأدنى لحجم الثقوب، عرض حاجز قناع اللحام، متطلبات التحكم في المعاوقة)

تتضمن ملفات الإخراج الأساسية ما يلي:

• Gerber RS-274X أو ODB++
• ملف حفر NC
• التقاط ووضع الملف
• استنسل جيربر
• تقرير نقطة الاختبار
• رسم التجميع وملف طباعة الشاشة الحريرية

2.1 مبادئ التوظيف

يُعدّ وضع المكونات أساس تصميم لوحات الدوائر المطبوعة ويؤثر بشكل مباشر على ذلك. جودة توجيه الإشارة، الأداء الحراري، و قابلية التصنيعيُعدّ الوضع المناسب أمرًا بالغ الأهمية لـ لوحة التحكم في المعاوقة تصميمات ودوائر رقمية عالية السرعة.

• التقسيم الوظيفي: فصل مناطق الواجهة التناظرية والرقمية والطاقة والسرعة العالية لتجنب التداخل.
• تدفق الإشارةضع المكونات في اتجاه تدفق الإشارة لتقليل مساحة التقاطع والحلقة.
• أولوية المكون الحرجضع وحدات MCU/FPGA/SoC وDDR والساعة والطاقة أولاً.
• وضع الحافة: الموصلات والأزرار ومصابيح LED بالقرب من حواف اللوحة لتلبية المتطلبات الميكانيكية.
• التصميم الحراريالمكونات عالية الطاقة بالقرب من قنوات تبديد الحرارة أو الوسادات الحرارية؛ أضف مصفوفات التوصيل الحراري تحت المكونات الساخنة.

2.2 أساسيات التوجيه

• عرض المسار والسعة الحاليةيبلغ عرض المسار 0.5 مم على نحاس بوزن 1 أونصة، ويحمل تيارًا مقداره 1 أمبير تقريبًا. للحصول على تيار أعلى، استخدم النحاس لـ أو أوزان نحاسية أكثر سمكًا.
• زوج تفاضليتتطلب منافذ USB وHDMI وLVDS وEthernet مطابقة الطول، تباعد متساوٍ، و الترابط الوثيق للحفاظ على سلامة الإشارة وتقليل فقدان الإدخال و خسارة العائد.
• المعاوقة المتحكم بهاتتطلب الإشارات عالية السرعة معاوقة مميزة تُحسب من خلال تجميع المكونات؛ القيم الشائعة هي 50 أوم أحادية الطرف و100 أوم تفاضلية. يجب أن تشمل المراجعة الهندسية ما يلي: التحكم في المعاوقة تَحَقّق.
• مسار العودةتأكد من وجود مستوى مرجعي كامل لتجنب مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي في المستوى المنفصل؛ أضف فتحات الخياطة انتقالات الطبقات القريبة.
• عبرقلل من استخدام الوصلات عالية السرعة؛ استخدم الحفر العكسي أو الطرق العمياء/المدفونة عند الضرورة. بالنسبة لتصميمات HDI، استخدم الوصلات المتراصة أو طرق متداخلة مع حشوة نحاسية.

يؤدي سوء إدارة التصنيع إلى وصلات اللحام، القفز من على القبور، وصلات اللحام الباردة، إزاحة المكون، و كرات اللحاميساعد تحليل DFM قبل الإنتاج الضخم في حماية نسبة النجاح من المرة الأولى.

3.1 تصميم نمط الأرض

يجب أن تتوافق أنماط الأراضي مع IPC-7351يُعد تصميم الوسادة المناسب أمرًا ضروريًا لضمان الموثوقية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة و تجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

• مكونات الرقائق (0402، 0603، 0805)يجب أن يتطابق حجم الوسادة مع فتحة الاستنسل وملف إعادة التدفق لتجنب حدوث تشوه في الطباعة.
• QFN (رباعي مسطح بدون رصاص)القاع وسادة حرارية ينبغي تقسيمها لتقليل الفراغات والوصلات الباردة؛ استخدم قناع اللحام المحدد (SMD) أو قناع غير اللحام المحدد (NSMD) استخدمي الفوط الصحية بشكل مناسب.
• BGA (مصفوفة الشبكة الكروية)يبلغ قطر الوسادة عادةً 80-85% من قطر الكرة؛ ويجب أن تكون فتحة قناع اللحام دقيقة لتجنب ملامسة قناع اللحام للوسادة. بالنسبة لـ BGA ذي المسافة الدقيقة، استخدم حاجز قناع اللحام العرض ≤ 0.1 مم أو إزالة الحاجز إذا لزم الأمر.
• SOT/SOP/QFPيتطلب التباعد الدقيق عرضًا كافيًا لحاجز قناع اللحام لمنع حدوث التوصيل.

3.2 تباعد المكونات واتجاهها

• يجب أن تتوافق المسافة بين المكونات المتجاورة مع متطلبات الفوهة والتركيب وإعادة العمل (≥0.3 مم).
• قم بمحاذاة المكونات المتشابهة في نفس الاتجاه لتسهيل عملية الفحص البصري الآلي.
• حافظ على مسافة كافية بين المكونات الطويلة والقصيرة لتجنب تأثير الظل أثناء عملية إعادة التدفق.

3.3 قناع اللحام والطباعة الحريرية

• سد قناع الجندي يجب أن يكون العرض ≥ 0.1 مم لمنع حدوث الجسور.
• طباعة حريرية يجب عدم تداخل الوسادات؛ حافظ على مسافة ≥0.2 مم.
• علامة القطبية، مؤشر الدبوس 1، و مُعَيِّن مرجعي يجب أن يكون الأمر واضحاً.
• اختر لون قناع اللحام (أخضر، أزرق، أسود، أحمر، أبيض) بناءً على تفضيل العميل؛ تأكد من وضوح طباعة الرموز.

4.1 DFT

يُمكّن اختبار DFT من إجراء اختبارات PCBA بكفاءة وبتكلفة منخفضة، ويدعم تطوير برامج الاختبار وتصميم التجهيزات.

• اختبار المسبار الطائرلا يتطلب تركيبًا؛ مثالي للنماذج الأولية والكميات الصغيرة.
• اختبار الدائرة الكهربائية (ICT)يتطلب نقاط اختبار وتجهيزات؛ مناسب للإنتاج بكميات كبيرة. نحن نصمم أنماط نقاط الاختبار بتغطية كافية.
• اختبار الدائرة الوظيفية (FCT): يتحقق من وظائف لوحة الدوائر المطبوعة الفعلية.
• فحص الحدود (JTAG)يستخدم منطق اختبار الشريحة المدمج لتقليل نقاط الاختبار المادية.

متطلبات اختبار التصميم:

• قطر نقطة الاختبار ≥ 0.8 مم، والمسافة ≥ 1.27 مم.
• قم بتوزيع نقاط الاختبار على جانب واحد كلما أمكن ذلك.
• حافظ على نقاط الاختبار خالية من العوائق وبعيدة عن المكونات الطويلة.
• حجز نقاط اختبار لشبكات الطاقة والأرض لتمكين اختبار قصير عند إيقاف التشغيل و قياس جهد التشغيل.

4.2 DFA

يركز تصميم العمليات على كفاءة التجميع ومنع الأخطاء.

• تقسيم الألواح: يستخدم القطع على شكل حرف V (التسجيل على شكل حرف V) أو عضة فأر / ثقب طابع. ل تجميع لوحة الدوائر المطبوعة مع المكونات المعلقة من الحافة، استخدم توجيه علامات التبويب مع لدغات الفئران.
• سكة الأدوات: عرضها من 3 إلى 5 مم لنقل وتحديد المواقع على السيور الناقلة.
• علامة ائتمانية: ما لا يقل عن 2-3 علامات مرجعية عالمية؛ علامات مرجعية محلية للأجهزة ذات المسافة الدقيقة مثل BGA و QFN.
• بوكا يوك: تأكد من أن الموصلات لها اتجاه فريد لمنع الإدخال العكسي.

5.1 سلامة الإشارة (SI)

تشمل قضايا نظم المعلومات الإدارية ما يلي: انعكاس، التداخل، تجاوز، أقل من المطلوب، و انحراف التوقيتسرعة عالية تصميم لوحة الدوائر المطبوعة يمكن استخدام محاكاة ما قبل التخطيط و التحقق بعد التخطيط لتقييم مخطط العين.

• مطابقة المعاوقة: إنهاء سلسلة المصدر، أو إنهاء التوازي، أو إنهاء التيار المتردد.
• مطابقة الطول: توجيه متعرج لمجموعات بيانات/عناوين DDR والأزواج التفاضلية.
• قمع التداخل: قاعدة 3W (التباعد ≥3× عرض المسار)؛ أضف مسارات حماية للإشارات الحرجة.
• العودة عبر: أضف وصلات ربط بالقرب من انتقالات الطبقات لتقليل الحث الحلقي.

5.2 سلامة الطاقة (PI)

تشمل قضايا الملكية الفكرية ضوضاء الطاقة، انخفاض الجهد، و ارتداد الأرض. تصميم جيد شبكة توزيع الطاقة (PDN) يُعدّ أمراً بالغ الأهمية لضمان التشغيل المستقر.

• مكثف الفصلضع مجموعات مكثفات 0.1 ميكروفاراد + 10 ميكروفاراد بالقرب من كل طرف من أطراف الطاقة؛ استخدم مكثفات منخفضة الحث الكهرومغناطيسي لفصل الترددات العالية.
• تقسيم مستوى الطاقة: فصل مستويات الطاقة التناظرية والرقمية؛ تجنب التقاطعات المتقاطعة مع الإشارات عالية السرعة.
• مسار ذو مقاومة منخفضة: تؤدي مستويات الطاقة والأرض المتجاورة إلى إنشاء سعة مستوية؛ والحفاظ على طبقة عازلة رقيقة بين طبقات الطاقة والأرض.
• عبر العد: وصلات متعددة متوازية لمسارات التيار العالي؛ استخدم فتحات مملوءة بالنحاس للوصلات ذات التيار العالي.

5.3 التوافق الكهرومغناطيسي (EMC)

تغطيات EMC التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) و الحساسية الكهرومغناطيسية (EMS)يمكن لمراجعة التوافق الكهرومغناطيسي المسبقة تحديد مخاطر التصميم قبل الاختبار الرسمي.

• قاعدة 20 ساعة: قم بتخفيض حواف مستوى الطاقة بمقدار 20 ضعف المسافة بين الطبقات لتقليل الحقول الهامشية.
• تصفية الواجهةأضف TVS، وخنق الوضع المشترك، وخرزات الفريت، والمكثفات عند موصلات الإدخال/الإخراج.
• الحمايةاستخدم أغطية واقية فوق المناطق الحساسة؛ ووفر وسادات التأريض لتركيب الدرع.
• كريستال وساعةلا تقم بتوجيه الإشارات تحت البلورات؛ استخدم مسارات الحماية واحرص على أن تكون مسارات الساعة قصيرة.

5.4 تصميم لوحة الدوائر المطبوعة عالية الدقة

بالنسبة للتصاميم عالية الكثافة، لوحة الدوائر المطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا مع ثقوب دقيقة محفورة بالليزر، الوصلات العمياء، و طرق مدفونة يُتيح ذلك أحجامًا أصغر وكثافة توجيه أعلى. الاعتبارات الرئيسية:

• نسبة أبعاد الميكروفاي عادةً ≤1:1.
• يستخدم الثقوب الدقيقة المتراصة بالنسبة لانتقالات الطبقات في المناطق ذات الكثافة العالية.
• الترقق المتسلسل تسمح هذه العملية بطبقات متعددة من الثقوب الدقيقة.
• عبر لوحة المفاتيح مع حشوة نحاسية و التسطيح لشبكة BGA.

6.1 تصميم BGA

يؤثر تصميم وسادة BGA بشكل مباشر على إنتاجية اللحام لـ تجميع لوحة الدوائر المطبوعة و تجميع لوحة الدوائر المطبوعةوخاصة في تطبيقات BGA ذات المسافة الدقيقة.

• قطر الوسادة ≈0.8–0.85× قطر الكرة (على سبيل المثال، وسادة 0.25 مم لكرة 0.3 مم).
• فتحة قناع اللحام أكبر من الوسادة بمقدار 0.025-0.05 مم لكل جانب.
• NSMD (تعريف قناع غير اللحام) أو SMD (قناع اللحام المحدد); NSMD شائع في BGA ذي الخطوة الدقيقة.
• فتحات توزيع الطاقة 0.2 مم/0.1 مم أو أصغر؛ استخدم عبر الملصق مع مملوء بالنحاس / مملوء بالراتنج لمنع تسرب اللحام.
• يضيف علامات مرجعية محلية بالقرب من وحدة BGA لضمان دقة التثبيت.

6.2 تصميم QFN

تتطلب حزم QFN (الرباعية المسطحة الخالية من الرصاص) تصميمًا دقيقًا للوسادة الحرارية.

• قم بتقسيم الوسادة الحرارية إلى عدة وسادات أصغر أو استخدم وسادة واحدة ذات فتحات استنسل مجزأة لتقليل الفراغات.
• قم بتمديد وسادات الدبابيس بمقدار 0.2-0.3 مم خارج حافة العبوة لإجراء فحص AOI.
• يستخدم سدادة الراتنج أو حشوة نحاسية لوصلات الوسادة الحرارية لمنع تسرب اللحام.
• بالنسبة لـ QFN عالي الطاقة، أضف التوصيل الحراري عبر المصفوفة الاتصال بألواح النحاس الداخلية.

6.3 0402 / 0201 / 01005 المكونات الدقيقة

• 0402 المسافة بين الوسادات: 0.4–0.5 مم؛ 0201: 0.25–0.3 مم؛ 01005: 0.15–0.2 مم.
• استخدم فتحات استنسل مضادة للحام (مشقوقة أو مخفضة).
• قم بتوفير علامات مرجعية كافية لضمان دقة التموضع.
• يعتبر توزيع الغراء للتجميع على الوجهين مع مكونات ثقيلة.

7.1 تصميم فتحة الاستنسل

يُحدد تصميم فتحة الاستنسل بشكل مباشر الطباعة بمعجون اللحام يجب تحسين الجودة لكل لوحة دوائر مطبوعة.

• سُمك الاستنسل: 0.1–0.15 مم نموذجي؛ 0.08 مم للمكونات الدقيقة؛ 0.2 مم للتيار العالي.
• نسبة المساحة: مساحة الفتحة / مساحة جدار الفتحة > 0.66.
• نسبة العرض إلى الارتفاع: عرض الفتحة / سمك الاستنسل > 1.5.
• فتحات خاصة: وسادة حرارية QFN متعددة النوافذ الصغيرة؛ تصغير دائري أو مربع لـ BGA؛ فتحات مشقوقة مضادة لكرات اللحام لمكونات الرقائق.
• يعتبر استنسل متدرج بالنسبة لأحجام المكونات المختلطة (على سبيل المثال، استنسل سميك للمناطق ذات التيار العالي، واستنسل رقيق للمناطق ذات المسافة الدقيقة).

7.2 إعادة التدفق واللحام الموجي

• لحام إعادة التدفق: لمكونات SMT؛ يتطلب ذلك بشكل صحيح ملف درجة الحرارة (التسخين المسبق، النقع، إعادة التدفق، التبريد). الاستخدام إعادة تدفق النيتروجين لتحسين التبلل وتقليل الأكسدة.
• اللحام الموجي: للمكونات ذات الثقوب (DIP) وعملية SMT باستخدام الغراء الأحمر.
• اللحام الموجي الانتقائي: لحام موضعي للمكونات ذات الثقوب؛ مثالي للوحات ذات التقنيات المختلطة.
• عملية خالية من الرصاصمعجون لحام SAC305؛ درجة حرارة إعادة التدفق القصوى 235-250 درجة مئوية. تشمل التشطيبات السطحية الشائعة ما يلي: HASL خالي من الرصاص، يوافق، إدارة الإطفاء التطوعية، فضة مغمورة، و علبة غمر.

7.3 التجميع المختلط

اجمع بين إعادة تدفق SMT ولحام الموجة DIP، أو استخدم تثبيت الصورة داخل الصورة (PIP) للمكونات ذات الثقوب في عملية إعادة التدفق.

8.1 طرق تقسيم اللوحات

• القطع على شكل حرف V (التسجيل على شكل حرف V): منخفضة التكلفة؛ للوحات المستطيلة بدون مكونات حافة.
• عضة فأر / ثقب طابع: للألواح غير المنتظمة أو مكونات الحواف؛ استخدم توجيه علامات التبويب مع لدغات الفئران.
• جسر + عضة فأريجمع بين القوة وسهولة الفصل.

8.2 سكة الأدوات وعلامة التحديد

• عرض سكة الأدوات: 3-5 مم.
• علامة مرجعية: قطر 1 مم، فتحة قناع اللحام 2-3 مم، طلاء ذهبي أو قصدير غمر.
• علامات مرجعية محلية لأجهزة BGA/QFN ذات المسافة الدقيقة.

8.3 حجم اللوحة وعددها

• حجم اللوحة ضمن حدود فرن الانتقاء والوضع وإعادة التدفق (≤400 مم × 400 مم).
• وازن بين الكفاءة واستخدام المواد؛ وتجنب التشوه.
• يستخدم ألسنة قابلة للفصل أو فتحات التوجيه لتقليل التوتر أثناء عملية إزالة الألواح.

9.1 الفحص الكهربائي

• لا توجد أخطاء جسيمة في التحقق من قواعد التصميم.
• مطابقة طول الإشارة الحرجة، والمعاوقة، والتباعد.
• شبكة الطاقة عبر العد والسعة الحالية.
• محاكاة سلامة الإشارة النتائج تفي بمتطلبات مخطط العين.

9.2 فحص DFM

• حجم الوسادة وفقًا لمعيار IPC-7351.
• تتوافق المسافة بين المكونات مع الحد الأدنى من متطلبات عملية الالتقاط والوضع.
• حاجز قناع اللحام، طباعة الشاشة الحريرية، علامة القطبية واضحة.
• تتناسب فتحة الاستنسل مع نسبة المساحة.
• تقسيم الألواح و سكة أدوات حاضر.

9.3 فحص DFT

• تغطية نقاط الاختبار على الشبكات الحيوية.
• نقاط الاختبار غير معاقة.
• دراسة جدوى تجهيزات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

9.4 فحص التجميع

• توجد علامات التوجيه وعلامات التحديد.
• طريقة التجميع على شكل لوحات معقولة.
• مسافة المكون من القطع على شكل حرف V ≥ 0.5 مم.

9.5 اكتمال الوثائق

• توحيد تسمية طبقات Gerber.
• أرقام أجزاء قائمة المواد، والعبوات، والكميات دقيقة.
• اختر وضع الملف الذي يطابق قائمة المواد.
• ملف الاستنسل يطابق تصميم لوحة الدوائر المطبوعة.

للمنتجات القديمة أو التي عفا عليها الزمن لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA)، الهندسة العكسية للوحات الدوائر المطبوعة يمكنه إعادة إنشاء المخططات وقوائم المواد وملفات Gerber من اللوحات الفعلية وربط البيانات المستعادة بلوحة جديدة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة و تجميع لوحة الدوائر المطبوعة سير العمل.

تتضمن عملية الهندسة العكسية لدينا ما يلي:

• تصوير اللوحات وفحصها بالأشعة السينية لرسم خرائط الطبقات الداخلية.
• تحديد المكونات واستخراج قائمة المواد بما في ذلك استبدال الأجزاء القديمة.
• التقاط المخطط من إعادة بناء قائمة الشبكة.
• إعادة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة مع تحسينات في تصميم التصنيع.
• تجميع لوحة الدوائر المطبوعة النموذجية والاختبار الوظيفي.

خدمات إضافية ذات قيمة مضافة:

• طلاء متطابق للبيئات القاسية.
• التعبئة والتغليف لمقاومة الاهتزاز.
• الحشو السفلي لحزم BGA و CSP.
• إعادة العمل والإصلاح باستخدام محطة إعادة تصنيع BGA.
• تطوير الاختبارات الوظيفية للوحات الدوائر المطبوعة المخصصة.