La progettazione di PCBA in genere inizia con Acquisizione schematica, seguito da Posizionamento del PCB, Instradamento, DRC (Verifica delle regole di progettazione), E Controllo DFM, quindi produce File Gerber, File di perforazione NC, BOM (Distinta dei Materiali), E Disegno di montaggioPer progetti complessi, PCB HDI tecnologia con microvias realizzate con foratura laser E laminazione sequenziale potrebbe essere richiesto.

I file di input principali includono:

• Netlist
• Disegno meccanico
• Scheda tecnica del componente
• Documento sulle capacità di processo (larghezza/spaziatura minima delle tracce, dimensione minima del foro, larghezza della barriera della maschera di saldatura, requisiti di controllo dell'impedenza)

I file di output principali includono:

• Gerber RS-274X O ODB++
• File di foratura NC
• File di prelievo e posizionamento
• Stencil Gerber
• Rapporto sui punti di prova
• Disegno di assemblaggio e file serigrafico

2.1 Principi di collocamento

Il posizionamento è il fondamento della progettazione di PCBA e influisce direttamente Qualità dell'instradamento del segnale, Prestazioni termiche, E ProducibilitàIl corretto posizionamento è fondamentale per PCB per il controllo dell'impedenza progettazione e circuiti digitali ad alta velocità.

• Partizionamento funzionale: Separare le aree analogiche, digitali, di alimentazione e di interfaccia ad alta velocità per evitare interferenze.
• Flusso del segnalePosizionare i componenti nella direzione del flusso del segnale per ridurre gli incroci e le aree di loop.
• Priorità dei componenti criticiPosizionare prima i moduli MCU/FPGA/SoC, DDR, clock e alimentazione.
• Posizionamento del bordoConnettori, pulsanti e LED posizionati vicino ai bordi della scheda per soddisfare i requisiti meccanici.
• Schema termico: Componenti ad alta potenza vicino ai canali di dissipazione del calore o ai pad termici; aggiungere termico tramite array sotto componenti caldi.

2.2 Elementi essenziali del routing

• Larghezza della traccia e capacità di corrente: La larghezza della traccia di 0,5 mm su rame da 1 oz trasporta circa 1 A. Per correnti più elevate, utilizzare rame per o pesi di rame più spessi.
• Coppia differenzialeSono necessari USB, HDMI, LVDS ed Ethernet. Corrispondenza di lunghezza, Spaziatura uniforme, E Accoppiamento stretto mantenere integrità del segnale e minimizzare perdite di inserzioni E perdita di rendimento.
• Impedenza controllata: I segnali ad alta velocità richiedono un'impedenza caratteristica calcolata dallo stack-up; i valori comuni sono 50 Ω single-ended e 100 Ω differenziale. La revisione ingegneristica dovrebbe includere controllo dell'impedenza verifica.
• Percorso di ritorno: Assicurarsi di avere un piano di riferimento completo per evitare problemi di EMI con piano diviso; aggiungere punti di giunzione transizioni di strato in prossimità.
• Via: Ridurre al minimo le vie ad alta velocità; utilizzare Foratura posteriore O Viali ciechi/interrati quando necessario. Per i progetti HDI, utilizzare vie impilate O vie sfalsate con riempimento di rame.

Una DFM scadente porta a Ponti di saldatura, Lapide, Giunzioni di saldatura a freddo, Spostamento dei componenti, E Sfere di saldaturaL'analisi DFM prima della produzione di massa contribuisce a proteggere la resa al primo tentativo.

3.1 Progettazione del modello di terreno

I modelli di terreno devono essere conformi IPC-7351. Una corretta progettazione del pad è essenziale per un funzionamento affidabile assemblaggio PCB E Assemblaggio della scheda PCBA.

• Componenti CHIP (0402, 0603, 0805): La dimensione del tampone deve corrispondere all'apertura dello stencil e al profilo di rifusione per evitare l'effetto "tombstoning" (effetto tomba).
• QFN (Quad Flat No-lead): Il fondo Cuscinetto termico dovrebbe essere suddiviso per ridurre vuoti e giunti freddi; utilizzare maschera di saldatura definita (SMD) O Maschera non saldante definita (NSMD) imbottire in modo appropriato.
• BGA (Ball Grid Array): Il diametro del pad è in genere l'80-85% del diametro della sfera; l'apertura della maschera di saldatura deve essere precisa per evitare la maschera di saldatura sul pad. Per BGA a passo fine, utilizzare diga della maschera di saldatura larghezza ≤0,1 mm oppure eliminare la diga se necessario.
• SOT/SOP/QFP: Il passo fine richiede un'adeguata larghezza della barriera di mascheratura per saldatura per prevenire la formazione di ponti.

3.2 Spaziatura e orientamento dei componenti

• La distanza tra i componenti adiacenti deve soddisfare i requisiti dell'ugello di prelievo e posizionamento e di rilavorazione (≥0,3 mm).
• Allineare i componenti simili nella stessa direzione per facilitare l'ispezione AOI.
• Mantenere una distanza sufficiente tra i componenti alti e bassi per evitare l'effetto ombra durante il processo di rifusione.

3.3 Maschera per saldatura e serigrafia

• Diga della maschera di saldatura larghezza ≥0,1 mm per evitare la formazione di ponti.
• Serigrafia I pad non devono sovrapporsi; mantenere uno spazio libero di almeno 0,2 mm.
• Marcatura di polarità, Indicatore del pin 1, E Designatore di riferimento deve essere chiaro.
• Scegliere il colore della maschera di saldatura (verde, blu, nero, rosso, bianco) in base alle preferenze del cliente; assicurarsi che la stampa della legenda sia leggibile.

4.1 DFT

DFT consente di testare schede PCBA in modo efficiente ed economico e supporta lo sviluppo di programmi di test e la progettazione di dispositivi di fissaggio.

• Test della sonda volanteNon è necessario alcun dispositivo di fissaggio; ideale per prototipi e piccole serie.
• ICT (Test in circuito): Richiede punti di prova e dispositivi di fissaggio; adatto per volumi elevati. Progettiamo modelli di punti di test con una copertura adeguata.
• FCT (Test del circuito funzionale)Verifica l'effettiva funzionalità della scheda PCBA.
• Boundary Scan (JTAG)Utilizza la logica di test del chip integrata per ridurre i punti di test fisici.

Requisiti DFT:

• Diametro del punto di prova ≥0,8 mm, spaziatura ≥1,27 mm.
• Se possibile, distribuisci i punti di test su un solo lato.
• Assicurarsi che i punti di test siano liberi da ostacoli e lontani da componenti di grandi dimensioni.
• Punti di prova di riserva per reti elettriche e terrestri per consentire test di breve durata a spegnimento E misurazione della tensione di accensione.

4.2 DFA

DFA si concentra sull'efficienza dell'assemblaggio e sulla prevenzione degli errori.

• Panelizzazione: Utilizzo Taglio a V (incisione a V) O Morso di topo / Foro di timbro. Per assemblaggio PCB con componenti sospesi sul bordo, utilizzare instradamento delle schede con morsi di topo.
• Binario portautensiliLarghezza: 3–5 mm per il trasferimento e il posizionamento su nastro trasportatore.
• Marchio fiduciarioAlmeno 2-3 punti di riferimento globali; punti di riferimento locali per dispositivi a passo fine come BGA e QFN.
• Poka-Yoke: Assicurarsi che i connettori abbiano un orientamento univoco per evitare l'inserimento al contrario.

5.1 Integrità del segnale (SI)

Le problematiche relative all'SI includono Riflessione, Interferenza, Sovraccarico, Sottosuperamento, E Distorsione temporale. Ad alta velocità Progettazione di circuiti stampati può usare simulazione di pre-layout E verifica post-layout per valutare il schema dell'occhio.

• Adattamento di impedenzaTerminazione in serie della sorgente, terminazione in parallelo o terminazione in corrente alternata.
• Corrispondenza di lunghezza: Instradamento a serpentina per gruppi di dati/indirizzi DDR e coppie differenziali.
• Soppressione della diafoniaRegola 3W (spaziatura ≥3× larghezza traccia); aggiungere tracce di guardia per i segnali critici.
• Ritorno tramiteAggiungere vie di giunzione in prossimità delle transizioni tra gli strati per ridurre l'induttanza del loop.

5.2 Integrità dell'alimentazione (PI)

Le problematiche relative ai PI includono rumore di potenza, Caduta di tensione, E Rimbalzo a terra. Un design ben progettato Rete di distribuzione dell'energia (PDN) è fondamentale per un funzionamento stabile.

• Condensatore di disaccoppiamento: Posizionare combinazioni da 0,1 µF + 10 µF vicino a ciascun pin di alimentazione; utilizzare condensatori a bassa ESL per il disaccoppiamento ad alta frequenza.
• Divisione del piano di potenza: Separare i piani di alimentazione analogici e digitali; evitare l'incrocio delle divisioni con segnali ad alta velocità.
• Percorso a bassa impedenza: I piani di alimentazione e di massa adiacenti creano una capacità planare; mantenere un sottile strato dielettrico tra gli strati di alimentazione e di massa.
• Conteggio via: Via multiple parallele per percorsi ad alta corrente; utilizzare vie di passaggio riempite di rame per vie ad alta corrente.

5.3 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Coperture EMC EMI (Interferenza Elettromagnetica) E EMS (Suscettibilità Elettromagnetica)Una verifica preliminare di compatibilità elettromagnetica (EMC) può identificare i rischi di progettazione prima dei test formali.

• Regola 20H: Incassare i bordi del piano di alimentazione di 20 volte la spaziatura degli strati per ridurre i campi di frangia.
• Filtraggio dell'interfacciaAggiungere TVS, induttori di modo comune, perline di ferrite e condensatori ai connettori di I/O.
• Schermatura: Utilizzare coperture protettive sulle aree sensibili; fornire piastre di messa a terra per il fissaggio dello scudo.
• Cristallo e orologio: Non instradare sotto i cristalli; utilizzare tracce di guardia e mantenere corte le tracce di clock.

5.4 Progettazione PCB HDI

Per progetti ad alta densità, PCB HDI tecnologia con microvias realizzate con foratura laser, vie cieche, E vie interrate Consente di ridurre le dimensioni e aumentare la densità di instradamento. Considerazioni chiave:

• rapporto d'aspetto delle microvie in genere ≤1:1.
• Utilizzo microvias impilate per le transizioni tra strati in aree ad alta densità.
• Laminazione sequenziale Il processo consente la realizzazione di più strati di microvia.
• Via-in-pad con riempimento di rame E planarizzazione per il fanout BGA.

6.1 Progettazione BGA

La progettazione del pad BGA influisce direttamente sulla resa della saldatura per assemblaggio PCB E Assemblaggio della scheda PCBA, soprattutto nelle applicazioni BGA a passo fine.

• Diametro del tampone ≈0,8–0,85× diametro della sfera (ad esempio, tampone da 0,25 mm per sfera da 0,3 mm).
• L'apertura della maschera di saldatura deve essere più grande del pad di 0,025–0,05 mm per lato.
• NSMD (Non-Solder Mask Defined) O SMD (Maschera di saldatura definita); NSMD comune per BGA a passo fine.
• Via di fanout da 0,2 mm/0,1 mm o inferiori; utilizzare Via-in-Pad con Riempito di rame / Riempito di resina per evitare che la saldatura si diffonda per capillarità.
• Aggiungere marchi fiduciari locali vicino al BGA per un posizionamento preciso.

6.2 Progettazione QFN

I package QFN (Quad Flat No-lead) richiedono un'attenta progettazione dei pad termici.

• Suddividere il tampone termico in più tamponi più piccoli oppure utilizzare un singolo tampone con aperture segmentate per ridurre la formazione di vuoti.
• Estendere i pad dei pin di 0,2–0,3 mm oltre il bordo della confezione per l'ispezione AOI.
• Utilizzo Tappo in resina O Riempimento di rame per i fori passanti dei pad termici per prevenire la risalita capillare della saldatura.
• Per QFN ad alta potenza, aggiungere termico tramite array collegamento ai piani interni in rame.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Microcomponenti

• 0402 spaziatura dei pad: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Utilizzare aperture per stencil antisaldatura (intagliate o ridotte).
• Fornire un numero sufficiente di punti di riferimento per garantire la precisione del posizionamento.
• Considerare erogazione di colla per assemblaggio su entrambi i lati con componenti pesanti.

7.1 Progettazione dell'apertura dello stencil

Il design dell'apertura dello stencil determina direttamente stampa della pasta saldante la qualità e dovrebbe essere ottimizzata per ogni PCBA.

• Spessore dello stencil: 0,1–0,15 mm tipici; 0,08 mm per microcomponenti; 0,2 mm per correnti elevate.
• Rapporto di area: Area dell'apertura / area della parete dell'apertura > 0,66.
• Rapporto d'aspetto: Larghezza dell'apertura / spessore dello stencil > 1,5.
• Aperture speciali: Pad termico QFN con finestre multiple di piccole dimensioni; riduzione circolare o quadrata BGA; aperture con tacche antisaldatura per componenti chip.
• Considerare stencil a gradini per componenti di dimensioni miste (ad esempio, stencil spesso per aree ad alta corrente, sottile per passo fine).

7.2 Saldatura a rifusione e a onda

• Saldatura a rifusione: Per componenti SMT; richiede un'adeguata profilo di temperatura (preriscaldamento, mantenimento, rifusione, raffreddamento). Utilizzare riflusso di azoto per una migliore bagnabilità e una ridotta ossidazione.
• Saldatura a onda: Per componenti a foro passante (DIP) e processo di incollaggio rosso SMT.
• Saldatura a onda selettivaSaldatura localizzata per componenti a foro passante; ideale per schede a tecnologia mista.
• Processo senza piomboPasta saldante SAC305; temperatura di rifusione massima 235–250 °C. Le finiture superficiali comuni includono HASL senza piombo, ESSERE D'ACCORDO, Corpo dei vigili del fuoco volontari, argento da immersione, E stagno per immersione.

7.3 Assemblaggio misto

Combinare la saldatura a rifusione SMT e la saldatura a onda DIP, oppure utilizzare Pin-in-Paste (PIP) per componenti passanti in saldatura a rifusione.

8.1 Metodi di panelizzazione

• Taglio a V (incisione a V): Basso costo; per pannelli rettangolari senza componenti di bordo.
• Morso di topo / Foro di timbro: Per tavole irregolari o componenti di bordo; utilizzare instradamento delle schede con morsi di topo.
• Ponte + Morso di topoUnisce resistenza e facilità di separazione.

8.2 Guida di appoggio e segno di riferimento

• Larghezza della guida portautensili: 3–5 mm.
• Marcatura di riferimento: diametro 1 mm, apertura della maschera di saldatura 2–3 mm, finitura in oro o stagno per immersione.
• Punti di riferimento locali per dispositivi BGA/QFN a passo fine.

8.3 Dimensioni e quantità dei pannelli

• Dimensioni del pannello entro i limiti del forno pick-and-place e a rifusione (≤400 mm × 400 mm).
• Bilanciare efficienza e utilizzo dei materiali; evitare deformazioni.
• Utilizzo linguette di sicurezza O slot instradati per ridurre lo stress durante la rimozione dei pannelli.

9.1 Controllo elettrico

• DRC non ha rilevato errori irreversibili.
• Corrispondenza della lunghezza critica del segnale, impedenza, spaziatura.
• Rete di potenza tramite conteggio e capacità di corrente.
• Simulazione dell'integrità del segnale I risultati soddisfano i requisiti del diagramma a occhio.

9.2 Verifica DFM

• Dimensioni del tampone secondo IPC-7351.
• La spaziatura dei componenti soddisfa i requisiti minimi per le operazioni di prelievo e posizionamento.
• Diga di mascheratura per saldatura, serigrafia, marcatura di polarità chiara.
• Il rapporto tra l'apertura dello stencil e l'area.
• Panelizzazione E binario di utensili presente.

9.3 Verifica DFT

• Verifica la copertura dei punti di test sulle reti critiche.
• Punti di prova liberi da ostacoli.
• Fattibilità delle apparecchiature ICT.

9.4 Verifica dell'assemblaggio

• Sono presenti la guida di lavoro e i segni di riferimento.
• Metodo di panelizzazione ragionevole.
• Distanza del componente dal taglio a V ≥0,5 mm.

9.5 Completezza della documentazione

• Standardizzazione della denominazione dei layer Gerber.
• Codici articolo, confezioni e quantità della distinta base (BOM) sono accurati.
• Seleziona e posiziona il file corrispondente alla distinta base.
• Il file dello stencil corrisponde al progetto del PCB.

Per prodotti legacy o obsoleti Schede a circuito stampato (PCBA), Ingegneria inversa della scheda PCBA può ricreare schemi, BOM e file Gerber da schede fisiche e collegare i dati recuperati a un nuovo Progettazione di circuiti stampati E Assemblaggio della scheda PCBA flusso di lavoro.

Il nostro processo di ingegneria inversa comprende:

• Immagini della scheda e ispezione a raggi X mappare gli strati interni.
• Identificazione dei componenti ed estrazione della distinta base compresa la sostituzione di parti obsolete.
• acquisizione schematica dalla ricostruzione della netlist.
• ricostruzione del layout del PCB con miglioramenti DFM.
• Assemblaggio prototipo della scheda PCBA e test funzionali.

Servizi aggiuntivi a valore aggiunto:

• Rivestimento conforme per ambienti difficili.
• Invasatura e incapsulamento per la resistenza alle vibrazioni.
• Sottoriempimento per contenitori BGA e CSP.
• Rilavorazione e riparazione Utilizzo di una stazione di rilavorazione BGA.
• Sviluppo di test funzionali per schede PCBA personalizzate.