PCBA disain algab tavaliselt Skemaatiline jäädvustamine, millele järgneb PCB paigutus, Marsruutimine, DRC (projekteerimisreeglite kontroll)ja DFM-kontroll, seejärel väljundid Gerberi viilid, NC puurifailid, Materjalide loend (BOM)ja MonteerimisjoonisKomplekssete disainilahenduste puhul HDI trükkplaat tehnoloogia koos laserpuuritud mikroavasid ja järjestikune lamineerimine võib olla vajalik.

Põhilised sisendfailid sisaldavad:

• Võrguloend
• Mehaaniline joonis
• Komponendi andmeleht
• Protsessivõime dokument (minimaalne jootejoone laius/vahe, minimaalne augu suurus, jootemaski tammi laius, impedantsi juhtimise nõuded)

Põhiväljundfailid sisaldavad:

• Gerber RS-274X või ODB++
• NC puurifail
• Pick & Place File
• Šabloon Gerber
• Testpunkti aruanne
• Monteerimisjoonis ja siiditrükifail

2.1 Paigutuse põhimõtted

Paigutus on PCBA disaini alus ja mõjutab otseselt Signaali marsruudi kvaliteet, Termiline jõudlusja ValmistatavusÕige paigutus on kriitilise tähtsusega impedantsi juhtimise trükkplaat disainid ja kiired digitaalahelad.

• Funktsionaalne jaotamineHäirete vältimiseks eraldage analoog-, digitaal-, toite- ja kiire liidese alad.
• Signaali voogAsetage komponendid signaalivoo suunas, et vähendada ületus- ja silmusala.
• Kriitilise komponendi prioriteetPaigaldage esmalt MCU/FPGA/SoC, DDR, kella ja toitemoodulid.
• Servade paigutusPistikud, nupud ja LED-id asuvad plaadi servade lähedal, et täita mehaanilisi nõudeid.
• Termiline paigutusSuure võimsusega komponendid soojuseralduskanalite või termopatjade lähedal; lisage termilised läbilaskevõimega massiivid kuumade komponentide all.

2.2 Marsruudi planeerimise põhitõed

• Jälje laius ja voolutugevus0,5 mm laiune rada 1 untsi paksusel vasel kannab umbes 1 A voolu. Suurema voolutugevuse korral kasutage vask või paksemaid vaskkaalusid.
• DiferentsiaalpaarVajalikud on USB, HDMI, LVDS ja Ethernet. Pikkuse sobitamine, Võrdne vahekaugusja Tihe sidumine säilitama signaali terviklikkus ja minimeerida sisestamise kaotus ja tagastuskaotus.
• Kontrollitud impedantsKiirete signaalide puhul on vaja kihtide abil arvutatud iseloomulikku impedantsi; tavalised väärtused on 50 Ω üheotsalise ja 100 Ω diferentsiaalse puhul. Inseneriülevaade peaks hõlmama järgmist: impedantsi kontroll kontrollimine.
• TagasiteeJagatud tasapinna elektromagnetiliste probleemide vältimiseks tagage täielik võrdlustasand; lisage õmblemise viad kihtide üleminekute lähedal.
• LäbiMinimeerige kiireid läbipääsuavasid; kasutage Tagasi puurimine või Pimedad/maetud läbipääsud vajadusel. HDI-disainide puhul kasutage virnastatud viad või astmelised läbipääsud koos vasetäidis.

Halb DFM viib Jooteühendus, Hauakivide paigaldamine, Külmjootised, Komponendi niheja JootepallidDFM-analüüs enne masstootmist aitab kaitsta esimese läbimise saagikust.

3.1 Maapinna mustri kujundus

Maapinnamustrid peavad vastama IPC-7351Õige padja disain on töökindluse tagamiseks hädavajalik. PCB kokkupanek ja PCBA montaaž.

• KIIBIkomponendid (0402, 0603, 0805)Padja suurus peab sobima šablooni ava ja tagasivooluprofiiliga, et vältida hauakivide tekkimist.
• QFN (nelinurkne lame juhtmevaba)Põhi Termopadi tuleks vaheseintega jagada, et vähendada tühjade ja külmade vuukide teket; jootemaski määratlus (SMD) või mittejoodetava maski määratlus (NSMD) padjad sobivalt.
• BGA (kuulvõrgu massiiv)Jootepadja läbimõõt on tavaliselt 80–85% kuuli läbimõõdust; jootemaski ava peab olema täpne, et vältida jootemaski sattumist padjale. Peene sammuga BGA puhul kasutage jootemaski tamm laius ≤0,1 mm või vajadusel tamm eemaldada.
• SOT/SOP/QFPPeen samm nõuab sildumise vältimiseks piisavat jootemaski tammi laiust.

3.2 Komponentide vahekaugus ja orientatsioon

• Kõrvuti asetsevate komponentide vahekaugus peab vastama otsikute paigaldamise ja ümbertöötlemise nõuetele (≥0,3 mm).
• Lihtsama AOI-kontrolli jaoks joondage sarnased komponendid samas suunas.
• Varjude vältimiseks ümbervoolamise ajal hoidke kõrgete ja madalate komponentide vahel piisavat kaugust.

3.3 Jootemask ja siiditrükk

• Jootemaski tamm laius ≥0,1 mm, et vältida sildumist.
• Siiditrükk ei tohi padjandite vahel kattuda; hoidke vahet ≥0,2 mm.
• Polaarsuse märgistus, 1. pinni indikaatorja Viitenumber peab olema selge.
• Valige jootemaski värv (roheline, sinine, must, punane, valge) vastavalt kliendi eelistustele; veenduge, et legendi trükis oleks loetav.

4.1 kuivati ​​lahutusvõime

DFT võimaldab tõhusat ja odavat PCBA testimist ning toetab testimisprogrammide väljatöötamist ja kinnitusdetailide disaini.

• Lendava sondi testKinnitust pole vaja; ideaalne prototüüpide ja väikeste partiide jaoks.
• IKT (vooluahelasisene test)Nõuab testpunkte ja kinnitust; sobib suurte mahtude jaoks. Meie projekteerime testpunktide mustrid piisava katvusega.
• FCT (funktsionaalse vooluringi test): Kontrollib PCBA tegelikku funktsionaalsust.
• Piiride skaneerimine (JTAG)Kasutab füüsiliste testimispunktide vähendamiseks sisseehitatud kiibi testimisloogikat.

DFT-nõuded:

• Mõõtepunkti läbimõõt ≥0,8 mm, vahe ≥1,27 mm.
• Võimaluse korral jaotage testpunktid ühele küljele.
• Hoidke testpunktid takistusteta ja kõrgetest komponentidest eemal.
• Reserveerige elektri- ja maandusvõrkude testpunktid, et võimaldada Lühikese väljalülitustesti ja sisselülituspinge mõõtmine.

4.2 DFA

DFA keskendub montaaži efektiivsusele ja vigade ennetamisele.

• PaneeliseerimineKasutamine V-lõige (V-skoorimine) või Hiirehammustus / templiaukSest trükkplaadi kokkupanek servast rippuvate komponentide puhul kasutage vahekaartide marsruutimine hiirehammustuste abil.
• Tööriistarööp3–5 mm laiused konveieri teisaldamiseks ja positsioneerimiseks.
• FidutsiaalmärkVähemalt 2–3 globaalset võrdlusväärtust; lokaalsed võrdlusväärtused peenhäälestusvõimeliste seadmete, näiteks BGA ja QFN, jaoks.
• Poka-Yoke: Veenduge, et pistikutel oleks unikaalne suund, et vältida vastupidist sisestamist.

5.1 Signaali terviklikkus (SI)

SI-probleemide hulka kuuluvad Peegeldus, Läbikõlav, Ülevõitlus, Alalaskmineja AjastuskalleKiire PCB disain oskab kasutada eelpaigutuse simulatsioon ja paigutusjärgne kontroll hindama silma diagramm.

• Takistuse sobitamine: Allika jadaterminatsioon, paralleelterminatsioon või vahelduvvooluterminatsioon.
• Pikkuse sobitamineDDR-i andme-/aadressirühmade ja diferentsiaalpaaride serpentiinne marsruutimine.
• Läbikoste summutamine3W reegel (vahe ≥3× jälje laius); lisage kriitiliste signaalide jaoks kaitsejäljed.
• Tagasitee kauduLisa kihtide üleminekute lähedale liitmisviad, et vähendada silmuse induktiivsust.

5.2 Toite terviklikkus (PI)

PI-probleemide hulka kuuluvad Võimsusmüra, Pingelangusja Maapealne põrgeHästi disainitud Elektrijaotusvõrk (PDN) on stabiilse töö jaoks kriitilise tähtsusega.

• Kondensaatori lahtisidumineAsetage iga toiteklemmide lähedale 0,1 µF + 10 µF kombinatsioonid; kasutage madala ESL-iga kondensaatorid kõrgsagedusliku lahtisidumise jaoks.
• Võimsuslennuki jagamineEraldage analoog- ja digitaalvõimsustasandid; vältige kiirete signaalide puhul jaotuste ristumist.
• Madala impedantsiga radaKõrvutiasetsevad toite- ja maanduskihid loovad tasapinnalise mahtuvuse; säilitades õhukese dielektriku toite- ja maanduskihi vahel.
• Krahvi kauduSuure voolutugevusega radade jaoks kasutage mitut paralleelset läbipääsu; vasega täidetud viad suure voolutugevusega läbilaskeavade jaoks.

5.3 EMC (elektromagnetiline ühilduvus)

EMC-katted EMI (elektromagnetiline häire) ja EMS (elektromagnetiline vastuvõtlikkus)Elektromagnetilise ühilduvuse eelkontrolli abil saab enne ametlikku testimist tuvastada projekteerimisriskid.

• 20H reegelSüvenda võimsustasandi servi 20× kihtide vahekauguse võrra, et vähendada ääreväljasid.
• Liidese filtreerimineLisage I/O-pistikutele TVS-id, ühisrežiimi drosselid, ferriithelmed ja kondensaatorid.
• VarjestusKasutage tundlike alade peal varjestuskatteid; varustage maanduspadjad kilbi kinnitamiseks.
• Kristall ja kellKristallide alla marsruutimist ei toimu; kasutage kaitsejälgi ja hoidke kellajäljed lühikestena.

5.4 HDI trükkplaadi disain

Suure tihedusega disainide puhul HDI trükkplaat tehnoloogia koos laserpuuritud mikroavasid, pimedad läbipääsudja maetud läbipääsud võimaldab väiksemaid vormitegureid ja suuremat marsruutimistihedust. Peamised kaalutlused:

• Microvia kuvasuhe tavaliselt ≤1:1.
• Kasutamine virnastatud mikroviad kihtide üleminekute jaoks suure tihedusega piirkondades.
• Järjestikune lamineerimine protsess võimaldab mitut mikroläbivajutuskihti.
• Via-in-pad koos vasetäidis ja tasapinnastamine BGA väljalaskeava jaoks.

6.1 BGA disain

BGA padja disain mõjutab otseselt jootmise saagikust PCB kokkupanek ja PCBA montaaž, eriti peene sammuga BGA-rakendustes.

• Padja läbimõõt ≈0,8–0,85 × kuuli läbimõõt (nt 0,25 mm padi 0,3 mm kuuli jaoks).
• Jootemaski ava on jootepadjast 0,025–0,05 mm mõlemal küljel suurem.
• NSMD (mitte-jootemaski määratlus) või SMD (jootmismaski määratlus)NSMD on levinud peene sammuga BGA puhul.
• Kasutage 0,2 mm/0,1 mm või väiksemaid väljalaskeavasid Via-in-Pad koos Vasega täidetud / vaiguga täidetud joodise imbumise vältimiseks.
• Lisa kohalikud tugimärgid täpse paigutuse tagamiseks BGA lähedal.

6.2 QFN-i disain

QFN (Quad Flat No-lead) pakendid vajavad hoolikat termopadja disaini.

• Jagage termopadi mitmeks väiksemaks padjaks või kasutage ühte segmenteeritud šablooniavadega padja, et vähendada tühjendamist.
• AOI kontrollimiseks tõmmake tihvtipadjad pakendi servast 0,2–0,3 mm üle.
• Kasutamine Vaigu sulgemine või Vasetäidis termopadja avade jaoks, et vältida joodise imbumist.
• Suure võimsusega QFN-i jaoks lisage termiline massiivi kaudu ühendamine sisemiste vaskpindadega.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Mikrokomponendid

• 0402 padjavahe: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Kasutage jootekindlaid kuulšablooni avasid (sälgulisi või vähendatud).
• Paigutuse täpsuse tagamiseks esitage piisavalt koordinaatmärke.
• Kaalu liimi doseerimine raskete komponentidega kahepoolseks montaažiks.

7.1 Šablooni ava kujundus

Šablooni ava disain määrab otseselt jootepasta trükkimine kvaliteet ja see tuleks iga trükkplaadi jaoks optimeerida.

• Šablooni paksus: tüüpiliselt 0,1–0,15 mm; mikrokomponentide puhul 0,08 mm; suure voolutugevuse korral 0,2 mm.
• Pindala suheAva pindala / ava seina pindala > 0,66.
• KuvasuheAva laius / šablooni paksus > 1,5.
• Spetsiaalsed avadQFN termopadi mitme väikese aknaga; BGA ümmargune või ruudukujuline reduktsioon; jootekindla kuuliga sälgulised avad kiibikomponentide jaoks.
• Kaalu astmeline šabloon segatud komponentide suuruste jaoks (nt paks šabloon suure voolutugevusega alade jaoks, õhuke peene sammuga alade jaoks).

7.2 Reflow- ja lainejootmine

• Reflow-jootmineSMT komponentide puhul on vaja nõuetekohast temperatuuriprofiil (eelsoojendus, leotamine, sulatamine, jahutamine). Kasutamine lämmastiku tagasivool parema niisutuse ja oksüdatsiooni vähendamiseks.
• Laine jootmineLäbivaugu (DIP) komponentide ja SMT punase liimi protsessi jaoks.
• Selektiivlaine jootmineLokaalne jootmine läbivate komponentide jaoks; ideaalne segatehnoloogiaga plaatidele.
• Pliivaba protsessSAC305 jootepasta; maksimaalne tagasivoolutemperatuur 235–250 °C. Levinumad pinnaviimistlused on järgmised: pliivaba HASL, NÕUSTU, Vabatahtlik tuletõrjeosakond, hõbeimmersioonja sukeldumispurk.

7.3 Segatud montaaž

Kombineeri SMT tagasivoolu ja DIP-lainejootmist või kasuta Kinnita kleepimisel (PIP) läbiva auguga komponentide jaoks reflow's.

8.1 Paneeliseerimismeetodid

• V-lõige (V-skoorimine)Madal hind; ristkülikukujuliste plaatide jaoks ilma servakomponentideta.
• Hiirehammustus / templiaukEbakorrapäraste laudade või servakomponentide puhul kasutage vahekaartide marsruutimine koos hiirehammustused.
• Sild + hiirehammustus: Ühendab tugevuse ja eraldamise lihtsuse.

8.2 Tööriistasiin ja koordinaatmärk

• Tööriistasiinide laius: 3–5 mm.
• Koondmärk: läbimõõt 1 mm, jootemaski ava 2–3 mm, kuldne või immersioonitinaga kaetud viimistlus.
• BGA/QFN peenhäälestusseadmete kohalikud tugiväärtused.

8.3 Paneeli suurus ja kogus

• Paneeli suurus on paigaldamise ja ümbertöötlemise ahju piirides (≤400 mm × 400 mm).
• Tasakaalusta efektiivsust ja materjalikasutust; väldi deformeerumist.
• Kasutamine eraldatavad sakid või marsruutitud pesad depaneelimise ajal tekkiva pinge vähendamiseks.

9.1 Elektrikontroll

• DRC-s pole saatuslikke vigu.
• Kriitilise signaali pikkuse sobitamine, impedants, vahekaugus.
• Netovõimsus loenduse ja voolutugevuse kaudu.
• Signaali terviklikkuse simulatsioon tulemused vastavad silmadiagrammi nõuetele.

9.2 DFM-kontroll

• Padja suurus vastavalt IPC-7351 standardile.
• Komponentide vahekaugus vastab minimaalsetele valiku-ja-paigaldusnõuetele.
• Jootemask, siiditrükk, polaarsuse märgistus läbipaistev.
• Šablooni ava vastab pindala suhtele.
• Paneeliseerimine ja tööriistarööp kohal.

9.3 DFT-kontroll

• Testpunktide katvus kriitilistes võrkudes.
• Testimispunktid on takistusteta.
• IKT-seadmete teostatavus.

9.4 Montaaži kontroll

• Tööriistasiin ja koordinaatmärgid on olemas.
• Paneeliseerimismeetod on mõistlik.
• Komponendi kaugus V-lõikest ≥0,5 mm.

9.5 Dokumentatsiooni täielikkus

• Gerberi kihtide nimetamine on standardiseeritud.
• Materjaliloendi osanumbrid, pakendid ja kogused on täpsed.
• Paigutamise fail vastab materjalikirjeldusele.
• Šabloonifail sobib trükkplaadi kujundusega.

Vananenud toodete või aegunud toodete puhul PCBA trükkplaadid, PCBA pöördprojekteerimine saab füüsilistelt plaatidelt uuesti luua skeeme, materjalide loetelu ja Gerberi faile ning ühendada taastatud andmed uuega PCB disain ja PCBA montaaž töövoog.

Meie pöördprojekteerimise protsess hõlmab järgmist:

• Plaadi pildistamine ja röntgenülevaatus sisemiste kihtide kaardistamiseks.
• Komponentide identifitseerimine ja materjalide loetelu koostamine sealhulgas vananenud osade asendamine.
• Skemaatiline jäädvustamine netlisti rekonstrueerimisest.
• PCB paigutuse taaselustamine DFM-i täiustustega.
• Prototüübi PCBA komplekt ja funktsionaalne testimine.

Lisandväärtusega teenused:

• Konformne kate karmide keskkondade jaoks.
• Pottimine ja kapseldamine vibratsioonikindluse tagamiseks.
• Alatäide BGA ja CSP pakettide jaoks.
• Ümbertöötlemine ja remont kasutades BGA ümbertöötlemisjaama.
• Funktsionaalsete testide väljatöötamine kohandatud PCBA jaoks.