Дизайнът на PCBA обикновено започва с Схематично заснемане, последвано от Разположение на печатни платки, Маршрутизиране, DRC (Проверка на правилата за проектиране)и Проверка на DFM, след което изходи Гербер Файлове, NC файлове за пробиване, BOM (Списък на материалите)и Монтажен чертежЗа сложни дизайни, HDI печатна платка технология с лазерно пробити микроотвори и последователно ламиниране може да се изисква.

Основните входни файлове включват:

• Нетлист
• Механично чертане
• Технически данни за компонентите
• Документ за възможностите на процеса (минимална ширина/разстояние между следите, минимален размер на отвора, ширина на преградата на спояващата маска, изисквания за контрол на импеданса)

Основните изходни файлове включват:

• Гербер RS-274X или ODB++
• NC файл за пробиване
• Избери и постави файл
• Шаблон Гербер
• Доклад за тестова точка
• Монтажен чертеж и файл за ситопечат

2.1 Принципи на разположение

Разположението е основата на дизайна на PCBA и пряко влияе Качество на маршрутизиране на сигнала, Термична производителности ПроизводимостПравилното разположение е от решаващо значение за печатна платка за контрол на импеданса конструкции и високоскоростни цифрови схеми.

• Функционално разделянеРазделете аналоговите, цифровите, захранващите и високоскоростните интерфейсни области, за да избегнете смущения.
• Поток на сигналаПоставете компонентите по посока на потока на сигнала, за да намалите площта на пресичане и контуриране.
• Приоритет на критичния компонентПърво поставете MCU/FPGA/SoC, DDR, тактовия процесор и захранващите модули.
• Поставяне на ръбовеКонектори, бутони и светодиоди близо до ръбовете на платката, за да отговарят на механичните изисквания.
• Термично оформлениеКомпоненти с висока мощност в близост до канали за разсейване на топлината или термо подложки; добавете термично чрез масиви под горещи компоненти.

2.2 Основни положения на маршрутизацията

• Ширина на трасето и токов капацитетШирина на следата от 0,5 мм върху 1 унция мед пренася приблизително 1 A. За по-висок ток използвайте мед за или по-дебели медни тежести.
• Диференциална двойкаИзискват се USB, HDMI, LVDS, Ethernet Съвпадение на дължината, Равно разстояниеи Стегнато съединяване да поддържам целостност на сигнала и минимизирайте загуба на вмъкване и загуба на връщане.
• Контролиран импедансВисокоскоростните сигнали изискват характерен импеданс, изчислен от стека; обичайните стойности са 50 Ω еднопосочен и 100 Ω диференциален. Инженерният преглед трябва да включва контрол на импеданса проверка.
• Обратен пътОсигурете пълна референтна равнина, за да избегнете проблеми с електромагнитните смущения в разделената равнина; добавете шиене на отвори близки преходи между слоеве.
• ЧрезМинимизирайте високоскоростните отвори; използвайте Обратно пробиване или Слепи/заровени отвори когато е необходимо. За HDI проекти използвайте подредени отворни отвори или шахматно разположени отвори с меден пълнеж.

Лошото DFM води до Спояване чрез премостване, Надгробни камъни, Студено споени съединения, Изместване на компонентаи Топчета за спойкаDFM анализът преди масово производство помага за защита на добива от първо преминаване.

3.1 Дизайн на земни шарки

Моделите на земята трябва да отговарят на IPC-7351Правилният дизайн на подложката е от съществено значение за надеждната Сглобяване на печатни платки и Сглобяване на печатни платки.

• ЧИП компоненти (0402, 0603, 0805)Размерът на подложката трябва да съответства на апертурата на шаблона и профила на преливане, за да се избегне образуването на надгробни камъни.
• QFN (Четворен плосък без извод)Дъното Термо подложка трябва да бъдат преградени, за да се намали празнините и студените фуги; използвайте дефинирана маска за запояване (SMD) или дефинирана маска без запояване (NSMD) подложки по подходящ начин.
• BGA (масив от топчета)Диаметърът на контактната площадка обикновено е 80–85% от диаметъра на сферата; отварянето на спояваща маска трябва да е прецизно, за да се избегне контакт на спояваща маска с контактната площадка. За BGA с фина стъпка, използвайте язовирна стена за спойка ширина ≤0,1 мм или премахнете преградата, ако е необходимо.
• СОТ/СОП/КФПФината стъпка изисква адекватна ширина на преградата на спояващата маска, за да се предотврати премостване.

3.2 Разстояние и ориентация на компонентите

• Разстоянието между съседните компоненти трябва да отговаря на изискванията за дюзи тип „pick-and-place“ и за повторна обработка (≥0,3 мм).
• Подравнете подобни компоненти в една и съща посока за по-лесна AOI инспекция.
• Поддържайте достатъчно разстояние между високите и късите компоненти, за да избегнете ефект на сянка по време на повторно оформяне.

3.3 Маска за запояване и ситопечат

• Язовирна маска за запояване ширина ≥0,1 мм, за да се предотврати премостване.
• Копринен ситопечат не трябва да се припокриват с подложките; спазвайте хлабина ≥0,2 мм.
• Маркировка на полярността, Индикатор за пин 1и Обозначение на референцията трябва да е ясно.
• Изберете цвят на маската за спойка (зелен, син, черен, червен, бял) според предпочитанията на клиента; осигурете четливост на отпечатаните надписи.

4.1 ДПФ

DFT позволява ефективно и евтино тестване на печатни платки (PCBA) и поддържа разработването на тестови програми и проектирането на приспособления.

• Тест с летяща сондаНе е необходимо приспособление; идеално за прототипи и малки партиди.
• ИКТ (тест във верига)Изисква измервателни точки и приспособление; подходящо за голям обем. Ние проектираме модели на тестови точки с адекватно покритие.
• FCT (Тест на функционална верига): Проверява действителната функционалност на PCBA.
• Гранично сканиране (JTAG)Използва вградена логика за тестване на чипове, за да намали физическите точки за тестване.

Изисквания за ДПФ:

• Диаметър на изпитвателната точка ≥0,8 мм, разстояние ≥1,27 мм.
• Разпределете тестовите точки от едната страна, когато е възможно.
• Дръжте измервателните точки свободни и далеч от високи компоненти.
• Резервирайте тестови точки за захранващи и заземителни мрежи, за да се даде възможност кратък тест при изключване на захранването и измерване на напрежението при включване.

4.2 ДФА

DFA се фокусира върху ефективността на сглобяването и предотвратяването на грешки.

• ПанелизацияИзползвайте V-образен разрез (V-резба) или Ухапване от мишка / дупка от печатЗа сглобяване на печатни платки с компоненти, окачени по ръба, използвайте маршрутизиране на раздели с ухапвания от мишки.
• Инструментална релса: 3–5 мм ширина за конвейерно преместване и позициониране.
• Фидуциален знакПоне 2–3 глобални референтни точки; локални референтни точки за устройства с фина стъпка като BGA и QFN.
• Пока-ЙокУверете се, че конекторите са с уникална ориентация, за да предотвратите обратното поставяне.

5.1 Целост на сигнала (SI)

Проблемите със системния интегритет включват Отражение, Пресечна връзка, Превишаване, Подхлъзванеи Изкривяване на времетоВисокоскоростен Дизайн на печатни платки може да използва симулация преди оформлението и проверка след оформлението да се оцени очна диаграма.

• Съвпадение на импеданса: Серийно свързване на източника, паралелно свързване или свързване на променливотоково захранване.
• Съвпадение на дължинатаСерпентинова маршрутизация за DDR групи данни/адреси и диференциални двойки.
• Потискане на кръстосаните смущения: 3W правило (разстояние ≥3× ширина на следата); добавете предпазни следи за критични сигнали.
• Връщане презДобавете свързващи отвори близо до преходите между слоевете, за да намалите индуктивността на контура.

5.2 Интегритет на захранването (PI)

Проблемите с PI включват Шум от захранването, Пад на напрежениетои Отскок от земятаДобре проектиран Електроразпределителна мрежа (PDN) е от решаващо значение за стабилната работа.

• Разделящ кондензаторПоставете комбинации от 0,1 µF + 10 µF близо до всеки захранващ пин; използвайте кондензатори с ниско ESL за високочестотно развързване.
• Разделяне на мощносттаРазделете аналоговите и цифровите захранващи равнини; избягвайте пресичане на разделяния с високоскоростни сигнали.
• Път с нисък импедансСъседните силови и заземителни равнини създават плосък капацитет; поддържайте тънък диелектрик между силовия и заземителния слой.
• Брой чрезПаралелни множество отворни отвори за пътища с висок ток; използвайте медно запълнени отвори за силнотокови отвори.

5.3 ЕМС (електромагнитна съвместимост)

ЕМС покрива EMI (електромагнитни смущения) и EMS (Електромагнитна чувствителност)Предварителният преглед за съответствие с изискванията за електромагнитна съвместимост (ЕМС) може да идентифицира рисковете при проектирането преди официалното тестване.

• Правило 20HВдлъбнете ръбовете на силовата равнина с разстояние между слоевете 20× , за да намалите полетата на очертаване.
• Филтриране на интерфейсаДобавете TVS, дросели за общ режим, феритни перли и кондензатори към I/O конекторите.
• екраниранеИзползвайте защитни капаци върху чувствителните зони; осигурете заземителни подложки за закрепване на щит.
• Кристал и часовникБез трасиране под кристали; използвайте защитни трасета и поддържайте трасета на тактовия сигнал къси.

5.4 Дизайн на печатни платки HDI

За дизайни с висока плътност, HDI печатна платка технология с лазерно пробити микроотвори, слепи отвории заровени отвори позволява по-малки форм-фактори и по-висока плътност на маршрутизация. Ключови съображения:

• Съотношение на страните на микровия обикновено ≤1:1.
• Използвайте подредени микроотвори за преходи между слоеве в области с висока плътност.
• Последователно ламиниране Процесът позволява множество слоеве от микровибрации.
• Входна подложка с меден пълнеж и планаризация за BGA разклонение.

6.1 BGA дизайн

Дизайнът на BGA подложката влияе директно върху добива на запояване. Сглобяване на печатни платки и Сглобяване на печатни платки, особено в BGA приложения с фина стъпка.

• Диаметър на подложката ≈0,8–0,85× диаметър на сферата (напр. подложка 0,25 mm за сфера 0,3 mm).
• Отворът на спойката е по-голям от този на контактната площадка с 0,025–0,05 мм от всяка страна.
• NSMD (Дефинирана маска без запояване) или SMD (дефинирана маска за запояване)NSMD, често срещан за BGA с фина стъпка.
• Отвори за разклоняване 0,2 мм/0,1 мм или по-малки; използвайте Via-in-Pad с С меден / смолен пълнеж за да се предотврати проникването на спойка.
• Добавяне местни фидуциални маркери близо до BGA за точно позициониране.

6.2 QFN дизайн

Корпусите QFN (Quad Flat No-lead) изискват внимателно проектиране на термоподложки.

• Разделете термоподложката на няколко по-малки подложки или използвайте една подложка със сегментирани отвори тип „шаблон“, за да намалите образуването на кухини.
• Удължете контактните площадки на щифтовете с 0,2–0,3 мм отвъд ръба на опаковката за AOI инспекция.
• Използвайте Запушване със смола или Медно пълнене за термо подложки, за да се предотврати проникването на спойка.
• За QFN с висока мощност, добавете термично чрез масив свързване към вътрешни медни равнини.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Микрокомпоненти

• 0402 разстояние между подложките: 0,4–0,5 мм; 0201: 0,25–0,3 мм; 01005: 0,15–0,2 мм.
• Използвайте отвори за шаблони с противозапояващи топчета (с назъбени или намалени).
• Осигурете достатъчно референтни маркировки за точност на поставяне.
• Помислете дозиране на лепило за двустранен монтаж с тежки компоненти.

7.1 Дизайн на отвора с шаблон

Дизайнът на отвора на шаблона определя директно печат с паста за спойка качество и трябва да бъде оптимизирано за всяка печатна платка.

• Дебелина на шаблона: 0,1–0,15 mm типично; 0,08 mm за микрокомпоненти; 0,2 mm за висок ток.
• Съотношение на площтаПлощ на отвора / площ на стената на отвора > 0,66.
• Съотношение на странитеШирина на отвора / дебелина на шаблона > 1,5.
• Специални отвориQFN термо подложка с множество малки прозорци; кръгло или квадратно намаляване на BGA; отвори с назъбени отвори против запояване за чип компоненти.
• Помислете стъпаловиден шаблон за компоненти със смесени размери (напр. дебел шаблон за зони с висок ток, тънък за фина стъпка).

7.2 Спояване с преплаване и вълново запояване

• Рефлоу запояванеЗа SMT компоненти; изисква подходящо температурен профил (предварително загряване, накисване, повторно затопляне, охлаждане). Използвайте азотно преобразуване за подобрено омокряне и намалено окисляване.
• Вълново запояванеЗа компоненти с проходни отвори (DIP) и SMT процес на червено лепило.
• Селективно запояване с вълнаЛокализирано запояване за компоненти с отвор; идеално за платки със смесена технология.
• Безоловен процесСпояваща паста SAC305; пикова температура на претопяване 235–250 °C. Често срещани повърхностни обработки включват безоловен HASL, СЪГЛАСЕН/СЪГЛАСНА, Доброволческа пожарна служба, импресионно среброи калай за потапяне.

7.3 Смесено сглобяване

Комбинирайте SMT пренареждане и DIP вълново запояване или използвайте Закачане и поставяне (PIP) за компоненти с проходни отвори при повторно формоване.

8.1 Методи за панелизация

• V-образен разрез (V-резба)Ниска цена; за правоъгълни дъски без ръбни компоненти.
• Ухапване от мишка / дупка от печатЗа неправилни дъски или компоненти с ръбове; използвайте маршрутизиране на раздели с ухапвания от мишки.
• Мост + Ухапване от мишкаСъчетава здравина и лекота на разделяне.

8.2 Инструментална релса и референтна маркировка

• Ширина на инструменталната релса: 3–5 мм.
• Фидуциална маркировка: диаметър 1 мм, отвор за спояваща маска 2–3 мм, златно или калаено покритие с потапяне.
• Локални фидуциали за BGA/QFN устройства с фина стъпка.

8.3 Размер и количество на панела

• Размер на панела в рамките на ограниченията за pick-and-place и reflow пещ (≤400 mm × 400 mm).
• Балансирайте ефективността и използването на материала; избягвайте деформации.
• Използвайте отделящи се езичета или маршрутизирани слотове за намаляване на стреса по време на депанелизирането.

9.1 Електрическа проверка

• ДРК няма фатални грешки.
• Съвпадение на дължината на критичния сигнал, импеданс, разстояние.
• Захранваща мрежа чрез брояч и текущ капацитет.
• Симулация на целостта на сигнала Резултатите отговарят на изискванията за очна диаграма.

9.2 Проверка на DFM

• Размер на подложката съгласно IPC-7351.
• Разстоянието между компонентите отговаря на минималните изисквания за вземане и поставяне.
• Маска за запояване, ситопечат, ясна маркировка на полярността.
• Блендата на шаблона отговаря на съотношението на площта.
• Панелизация и инструментална релса настояще.

9.3 Проверка на DFT

• Покритие на тестовите точки на критични мрежи.
• Неограничени тестови точки.
• Възможност за инсталиране на ИКТ оборудване.

9.4 Проверка на сглобката

• Налични са инструментална релса и опорни маркировки.
• Методът на панелизация е разумен.
• Разстояние на компонентите от V-образния разрез ≥0,5 мм.

9.5 Пълнота на документацията

• Стандартизирано именуване на слоеве на Gerber.
• Точни номера на части, опаковки и количества в BOM.
• Файлът за избиране и поставяне съответства на BOM.
• Файлът с шаблон съответства на дизайна на печатната платка.

За остарели или остарели продукти PCBA платки, Обратно инженерство на PCBA може да пресъздаде схеми, BOM и Gerber файлове от физически платки и да свърже възстановените данни към нова Дизайн на печатни платки и Сглобяване на печатни платки работен процес.

Нашият процес на обратно инженерство включва:

• Изображения на платката и рентгенова инспекция за картографиране на вътрешни слоеве.
• Идентифициране на компоненти и извличане на BOM включително подмяна на остарели части.
• Схематично заснемане от реконструкцията на нетлист.
• Пресъздаване на оформлението на печатната платка с подобрения в DFM.
• Прототип на сглобяване на печатни платки и функционално тестване.

Допълнителни услуги с добавена стойност:

• Конформно покритие за тежки условия.
• Заливане и капсулиране за устойчивост на вибрации.
• Недопълняване за BGA и CSP корпуси.
• Преработка и ремонт използвайки станция за преработка на BGA.
• Разработване на функционални тестове за персонализирани печатни платки.