Dizajn PCBA obično počinje sa Shematsko snimanje, nakon čega slijedi Postavljanje PCB-a, Rutiranje, DRC (Provjera pravila dizajna)i DFM provjera, zatim izlazi Gerber datoteke, NC datoteke za bušenje, BOM (Spisnica materijala)i Sklopni crtežZa složene dizajne, HDI PCB tehnologija sa laserski izbušene mikrootvore i sekvencijalna laminacija može biti potrebno.

Osnovne ulazne datoteke uključuju:

• Netlista
• Mašinsko crtanje
• Tehnički list komponenti
• Dokument o sposobnosti procesa (minimalna širina/razmak tragova, minimalna veličina rupe, širina pregrade maske za lemljenje, zahtjevi za kontrolu impedanse)

Osnovne izlazne datoteke uključuju:

• Gerber RS-274X ili ODB++
• NC datoteka za bušenje
• Odaberi i postavi datoteku
• Gerber šablon
• Izvještaj o testnoj tački
• Sklopni crtež i datoteka za sitotisak

2.1 Principi smještaja

Postavljanje je osnova PCBA dizajna i direktno utiče Kvalitet usmjeravanja signala, Termalne performansei ProizvodljivostPravilno postavljanje je ključno za PCB za kontrolu impedance dizajni i brzi digitalni sklopovi.

• Funkcionalno particioniranjeOdvojite analogna, digitalna, energetska i područja brzog interfejsa kako biste izbjegli interferenciju.
• Tok signalaPostavite komponente u smjeru toka signala kako biste smanjili površinu ukrštanja i petlje.
• Prioritet kritične komponentePrvo postavite MCU/FPGA/SoC, DDR, takt i module napajanja.
• Postavljanje rubaKonektori, dugmad i LED diode blizu rubova ploče kako bi se ispunili mehanički zahtjevi.
• Termalni rasporedKomponente velike snage u blizini kanala za odvođenje toplote ili termalnih pločica; dodajte termalni putem nizova ispod vrućih komponenti.

2.2 Osnove usmjeravanja

• Širina traga i strujni kapacitetŠirina traga od 0,5 mm na 28 grama bakra prenosi približno 1 A. Za veću struju koristite bakar za ili deblje bakrene tegove.
• Diferencijalni parPotrebni su USB, HDMI, LVDS, Ethernet Usklađivanje dužine, Jednak razmaki Čvrsto spajanje održavati integritet signala i minimizirati gubitak unesenog signala i gubitak povratka.
• Kontrolisana impedancijaZa signale velike brzine potrebna je karakteristična impedancija izračunata iz steka; uobičajene vrijednosti su 50 Ω za jedan kraj i 100 Ω za diferencijalni kraj. Inženjerski pregled treba da uključuje kontrola impedancije verifikacija.
• Povratni putOsigurajte potpunu referentnu ravan kako biste izbjegli probleme s EMI-jem podijeljene ravni; dodajte šivanje prolaza prelazima blizu slojeva.
• PutemMinimizirajte brze prolaze; koristite Povratno bušenje ili Slijepi/ukopani prolazi kada je potrebno. Za HDI dizajne, koristite složeni prolazni otvori ili stepenasto raspoređeni prolazi sa bakreno punjenje.

Loš DFM dovodi do Lemno premošćivanje, Spomenik za nadgrobne spomenike, Hladno lemljeni spojevi, Pomak komponentei Kuglice za lemljenjeDFM analiza prije masovne proizvodnje pomaže u zaštiti prinosa prvog prolaza.

3.1 Dizajn zemljišnih uzoraka

Zemljišni obrasci moraju biti u skladu sa IPC-7351Pravilan dizajn pločica je ključan za pouzdanost Sastavljanje PCB-a i Sklapanje PCBA-a.

• CHIP komponente (0402, 0603, 0805)Veličina jastučića mora odgovarati otvoru šablona i profilu ponovnog točenja kako bi se izbjeglo stvaranje tombstona.
• QFN (Četverostruki ravni bez izvoda)Dno Termalna podloga treba biti pregrađen kako bi se smanjilo pražnjenje i hladni spojevi; koristite definirana maska ​​za lemljenje (SMD) ili definirana maska ​​bez lemljenja (NSMD) jastučiće na odgovarajući način.
• BGA (niz kuglične mreže)Prečnik kontaktne pločice je obično 80–85% prečnika kuglice; otvaranje maske za lemljenje mora biti precizno kako bi se izbjeglo da maska ​​za lemljenje dođe na kontaktnu pločicu. Za BGA sa finim korakom, koristite brana za masku za lemljenje širina ≤0,1 mm ili uklonite branu ako je potrebno.
• SOT/SOP/QFPFini korak zahtijeva odgovarajuću širinu brane maske za lemljenje kako bi se spriječilo premošćivanje.

3.2 Razmak i orijentacija komponenti

• Razmak između susjednih komponenti mora ispunjavati zahtjeve za mlaznice za hvatanje i postavljanje i ponovnu obradu (≥0,3 mm).
• Poravnajte slične komponente u istom smjeru radi lakšeg AOI pregleda.
• Održavajte dovoljnu udaljenost između visokih i kratkih komponenti kako biste izbjegli efekt sjene tokom ponovnog livenja.

3.3 Maska za lemljenje i sitotisak

• Brana maske za lemljenje širina ≥0,1 mm kako bi se spriječilo premošćivanje.
• Sitotisak Ne smiju se preklapati s pločicama; održavajte razmak od ≥0,2 mm.
• Označavanje polariteta, Indikator pina 1i Referentni oznašivač mora biti jasno.
• Odaberite boju maske za lemljenje (zelena, plava, crna, crvena, bijela) na osnovu preferencija kupca; osigurajte čitljivost ispisa legende.

4.1 DFT

DFT omogućava efikasno i jeftino testiranje PCBA ploča i podržava razvoj programa testiranja i dizajn uređaja.

• Test leteće sondeNije potrebna fiksacija; idealno za prototipove i male serije.
• ICT (Test u krugu)Zahtijeva mjerne točke i pričvršćivače; pogodno za velike količine. Mi dizajniramo obrasci testnih tačaka sa adekvatnim pokrićem.
• FCT (Test funkcionalnog kola): Potvrđuje stvarnu funkcionalnost PCBA ploče.
• Granično skeniranje (JTAG)Koristi ugrađenu logiku za testiranje čipa kako bi se smanjio broj fizičkih testnih tačaka.

Zahtjevi za DFT:

• Prečnik mjerne tačke ≥0,8 mm, razmak ≥1,27 mm.
• Kad god je moguće, rasporedite ispitne tačke na jednu stranu.
• Držite mjerne točke slobodnima i dalje od visokih komponenti.
• Rezervirajte ispitne tačke za električne i uzemljene mreže kako biste omogućili kratkotrajni test isključenja napajanja i mjerenje napona uključenja.

4.2 DFA

DFA se fokusira na efikasnost montaže i sprečavanje grešaka.

• PanelizacijaKoristi V-rez (V-ocijenjivanje) ili Ugriz miša / Rupa od pečataZa montaža PCB-a sa komponentama koje vise s ruba, koristite usmjeravanje tabulatora sa ujedima miševa.
• Šina za alateŠirina 3–5 mm za transport i pozicioniranje na transporteru.
• Fiducijalna oznakaNajmanje 2-3 globalne fiduciale; lokalne fiduciale za uređaje s finim korakom napona poput BGA i QFN.
• Poka-YokeOsigurajte da konektori imaju jedinstvenu orijentaciju kako biste spriječili obrnuto umetanje.

5.1 Integritet signala (SI)

Problemi sa SI uključuju Refleksija, Preslušavanje, Prekoračenje, Podbačaji Vremenska asimetrijaVelika brzina Dizajn PCB-a može koristiti simulacija prije rasporeda i verifikacija nakon izgleda procijeniti dijagram oka.

• Usklađivanje impedancijeSerijsko završavanje izvora, paralelno završavanje ili AC završavanje.
• Usklađivanje dužineSerpentinsko usmjeravanje za DDR grupe podataka/adresa i diferencijalne parove.
• Suzbijanje preslušavanja: 3W pravilo (razmak ≥3× širina traga); dodajte zaštitne tragove za kritične signale.
• Povratak putemDodajte spojne prolaze blizu prijelaza slojeva kako biste smanjili induktivitet petlje.

5.2 Integritet napajanja (PI)

Problemi s PI uključuju Šum u snazi, Pad naponai Odskok od tlaDobro osmišljen Distribucijska mreža električne energije (PDN) je ključno za stabilan rad.

• Razdvojni kondenzatorPostavite kombinacije od 0,1 µF + 10 µF blizu svakog pina za napajanje; koristite kondenzatori s niskim ESL-om za visokofrekventno razdvajanje.
• Podjela energetske ravniOdvojite analogne i digitalne energetske ravni; izbjegavajte ukrštanje podjela sa signalima velike brzine.
• Put niske impedancijeSusjedne ravni napajanja i uzemljenja stvaraju kapacitivnost ravni; održavajte tanki dielektrik između slojeva napajanja i uzemljenja.
• Broj putemParalelni višestruki prolazni otvori za puteve visoke struje; upotreba bakreno ispunjene prolaze za prolaze visoke struje.

5.3 EMC (Elektromagnetska kompatibilnost)

EMC pokriva EMI (elektromagnetna interferencija) i EMS (Elektromagnetna susceptibilnost)Pregled usklađenosti s EMC-om prije formalnog testiranja može identificirati rizike dizajna.

• Pravilo 20HUdubiti rubove energetske ravni za 20× razmak slojeva kako bi se smanjila polja resa.
• Filtriranje interfejsaDodajte TVS, prigušnice zajedničkog načina rada, feritne perle i kondenzatore na I/O konektorima.
• ZaštitaKoristite zaštitne navlake preko osjetljivih područja; obezbijedite uzemljivači za pričvršćivanje štita.
• Kristal i satNema usmjeravanja ispod kristala; koristite zaštitne tragove i neka tragovi takta budu kratki.

5.4 Dizajn HDI PCB-a

Za dizajne visoke gustoće, HDI PCB tehnologija sa laserski izbušene mikrootvore, slijepi prolazii ukopani prolazi omogućava manje faktore oblika i veću gustoću usmjeravanja. Ključna razmatranja:

• Omjer širine i visine mikrovija obično ≤1:1.
• Koristi naslagane mikrootvore za prijelaze slojeva u područjima visoke gustoće.
• Sekvencijalna laminacija Proces omogućava više slojeva mikrovija.
• Via-in pad sa bakreno punjenje i planarizacija za BGA rasvjetu.

6.1 BGA dizajn

Dizajn BGA pločice direktno utiče na prinos lemljenja. Sastavljanje PCB-a i Sklapanje PCBA-a, posebno u BGA aplikacijama s finim korakom koraka.

• Prečnik pločice ≈0,8–0,85 × prečnik kuglice (npr. pločica od 0,25 mm za kuglicu od 0,3 mm).
• Otvor maske za lemljenje veći od kontaktne površine za 0,025–0,05 mm sa svake strane.
• NSMD (Definirana maska ​​bez lemljenja) ili SMD (Definirano maskom za lemljenje)NSMD uobičajen za BGA s finim korakom.
• Koristite prolaze za rasvjetu 0,2 mm/0,1 mm ili manje Via-in-Pad sa Punjeno bakrom / Punjeno smolom kako bi se spriječilo razlijevanje lema.
• Dodaj lokalne fiducijalne oznake blizu BGA za precizno pozicioniranje.

6.2 QFN dizajn

QFN (Quad Flat No-lead) kućišta zahtijevaju pažljiv dizajn termalnih pločica.

• Podijelite termalnu podlogu na više manjih podloga ili koristite jednu podlogu sa segmentiranim otvorima šablona kako biste smanjili stvaranje praznina.
• Produžite kontaktne pločice 0,2–0,3 mm preko ruba pakovanja za AOI inspekciju.
• Koristi Zatvaranje smolom ili Bakreno punjenje za prolaze termalnih pločica kako bi se spriječilo razlijevanje lema.
• Za QFN velike snage, dodajte termalni putem niza povezivanje s unutrašnjim bakrenim ravnima.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Mikro komponente

• Razmak između pločica 0402: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Koristite otvore za šablone sa kuglicama protiv lemljenja (zarezane ili smanjene).
• Obezbijedite dovoljno referentnih oznaka za tačnost postavljanja.
• Razmotrite nanošenje ljepila za dvostranu montažu s teškim komponentama.

7.1 Dizajn otvora šablona

Dizajn otvora šablona direktno određuje štampanje paste za lemljenje kvaliteta i treba biti optimiziran za svaku PCBA ploču.

• Debljina šablona: tipično 0,1–0,15 mm; 0,08 mm za mikrokomponente; 0,2 mm za visoku struju.
• Omjer površinaPovršina otvora blende / površina zida otvora > 0,66.
• Omjer širine i visineŠirina otvora / debljina šablona > 1,5.
• Specijalni otvoriQFN termalna podloga s više malih prozora; kružno ili kvadratno smanjenje BGA-a; otvori s kugličnim zarezima otporni na lemljenje za čip komponente.
• Razmotrite šablon za korake za komponente različitih veličina (npr. debela šablona za područja visoke struje, tanka za područja s finim korakom).

7.2 Lemljenje reflowom i talasnim lemljenjem

• Lemljenje reflow metodomZa SMT komponente; zahtijeva odgovarajuće temperaturni profil (predgrijavanje, namakanje, ponovno hlađenje, hlađenje). Upotreba reflow dušika za poboljšano vlaženje i smanjenu oksidaciju.
• Lemljenje valovimaZa komponente s prolaznim rupama (DIP) i SMT postupak crvenog ljepila.
• Selektivno talasno lemljenjeLokalizirano lemljenje za komponente kroz rupu; idealno za ploče miješane tehnologije.
• Bezolovni procesSAC305 pasta za lemljenje; vršna temperatura ponovnog taljenja 235–250 °C. Uobičajene završne obrade površine uključuju HASL bez olova, SLAŽEM SE, Dobrovoljno vatrogasno društvo, srebro za imerzijui uranjajući lim.

7.3 Mješovita montaža

Kombinujte SMT reflow i DIP talasno lemljenje ili koristite Zakači i zalijepi (PIP) za komponente kroz rupe kod reflow-a.

8.1 Metode panelizacije

• V-rez (V-ocijenjivanje)Niska cijena; za pravokutne ploče bez rubnih komponenti.
• Ugriz miša / Rupa od pečataZa nepravilne ploče ili rubne komponente; koristite usmjeravanje tabulatora sa ugrizi miša.
• Most + Ugriz mišaKombinuje snagu i lakoću odvajanja.

8.2 Šina alata i referentna oznaka

• Širina šine za alat: 3–5 mm.
• Fiducijalna oznaka: promjer 1 mm, otvor maske za lemljenje 2–3 mm, zlatna ili kalajizirana završna obrada.
• Lokalni fiducijali za BGA/QFN uređaje s finim korakom.

8.3 Veličina i količina panela

• Veličina panela unutar ograničenja za pick-and-place i reflow peć (≤400 mm × 400 mm).
• Uravnotežite efikasnost i iskorištenost materijala; izbjegnite savijanje.
• Koristi odvojivi jezičci ili usmjereni slotovi kako bi se smanjio stres tokom depaneliranja.

9.1 Električna provjera

• DRC nema fatalnih grešaka.
• Kritično usklađivanje dužine signala, impedancija, razmak.
• Mreža napajanja putem brojača i strujnog kapaciteta.
• Simulacija integriteta signala Rezultati ispunjavaju zahtjeve dijagrama oka.

9.2 Provjera DFM-a

• Veličina podloge prema IPC-7351.
• Razmak komponenti ispunjava minimalne zahtjeve za odabir i postavljanje.
• Pregrada za masku za lemljenje, sitotisak, prozirna oznaka polariteta.
• Otvor matrice odgovara omjeru površine.
• Panelizacija i šina za alat prisutan.

9.3 Provjera DFT-a

• Pokrivenost testnih tačaka na kritičnim mrežama.
• Ispitne tačke neometane.
• Izvodljivost ICT opreme.

9.4 Provjera montaže

• Prisutne su šina za alat i referentne oznake.
• Razumna metoda panelizacije.
• Udaljenost komponente od V-reza ≥0,5 mm.

9.5 Potpunost dokumentacije

• Standardizirano imenovanje Gerberovih slojeva.
• Brojevi dijelova u BOM-u, paketi, količine su tačni.
• Datoteka za odabir i postavljanje odgovara BOM-u.
• Datoteka šablona odgovara dizajnu PCB-a.

Za naslijeđene ili zastarjele proizvode PCBA ploče, PCBA reverzni inženjering može ponovo kreirati šeme, BOM i Gerber datoteke sa fizičkih ploča i povezati oporavljene podatke sa novim Dizajn PCB-a i Sklapanje PCBA-a tijek rada.

Naš proces reverznog inženjeringa uključuje:

• Snimanje ploča i rendgenski pregled mapirati unutrašnje slojeve.
• Identifikacija komponenti i izdvajanje BOM-a uključujući i zamjenu zastarjelih dijelova.
• Shematsko snimanje iz rekonstrukcije netliste.
• Rekonstrukcija rasporeda PCB-a sa DFM poboljšanjima.
• Prototip PCBA montaže i funkcionalno testiranje.

Dodatne usluge s dodanom vrijednošću:

• Konformni premaz za teške uvjete.
• Zalijevanje i enkapsulacija za otpornost na vibracije.
• Nedovoljno popunjavanje za BGA i CSP pakete.
• Prerada i popravka korištenjem BGA stanice za preradu.
• Razvoj funkcionalnih testova za prilagođene PCBA ploče.