Дизајнот на PCBA обично започнува со Схематско снимање, проследено со Поставување на ПХБ, Рутирање, DRC (Проверка на правилата за дизајн), и DFM проверка, потоа дава излез Гербер датотеки, NC датотеки за дупчење, BOM (Список на материјали), и Цртеж на склопувањеЗа сложени дизајни, HDI ПХБ технологија со ласерски дупчени микровија и секвенцијално ламинирање може да биде потребно.

Основните влезни датотеки вклучуваат:

• Нетлиста
• Механичко цртање
• Лист со податоци за компонентите
• Документ за способност на процесот (минимална ширина/растојание на трагата, минимална големина на дупката, ширина на браната за маска за лемење, барања за контрола на импедансата)

Основните излезни датотеки вклучуваат:

• Гербер RS-274X или ODB++
• NC датотека за дупчење
• Избери и постави датотека
• Шаблон Гербер
• Извештај за тест точка
• Цртеж на склопување и датотека за ситопечат

2.1 Принципи на поставување

Поставувањето е основа на дизајнот на PCBA и директно влијае на Квалитет на рутирање на сигналот, Термички перформанси, и ПроизводливостПравилното поставување е клучно за контрола на импеданса на PCB дизајни и високобрзински дигитални кола.

• Функционално партиционирањеОдделете ги аналогните, дигиталните, областите за напојување и брз интерфејс за да избегнете пречки.
• Проток на сигналПоставете ги компонентите во насока на проток на сигналот за да ја намалите површината на вкрстување и јамка.
• Приоритет на критична компонентаПрво поставете ги MCU/FPGA/SoC, DDR, тактните модули и модулите за напојување.
• Поставување на рабовитеКонектори, копчиња и LED диоди во близина на рабовите на плочата за да се задоволат механичките барања.
• Термички распоредКомпоненти со висока моќност во близина на канали за дисипација на топлина или термички влошки; додадете термички преку низи под жешките компоненти.

2.2 Основи на рутирање

• Ширина на трагата и капацитет на струја: Ширина на трагата од 0,5 mm на бакар од 1 oz носи приближно 1 A. За поголема струја, користете бакар за или подебели бакарни тегови.
• Диференцијален парПотребни се USB, HDMI, LVDS, Ethernet Усогласување на должината, Еднаков растојание, и Цврсто спојување да одржува интегритет на сигналот и минимизирај губење на вметнување и загуба на принос.
• Контролирана импедансаСигналите со голема брзина бараат карактеристична импеданса пресметана од стекувањето; вообичаените вредности се 50 Ω еднонасочна и 100 Ω диференцијална импеданса. Инженерскиот преглед треба да вклучува контрола на импедансата верификација.
• Патека за враќањеОбезбедете целосна референтна рамнина за да избегнете проблеми со EMI со поделена рамнина; додадете шиење вијаси блиски транзиции на слоеви.
• ПрекуМинимизирајте ги брзите вија; користете Дупчење наназад или Слепи/закопани вија кога е потребно. За HDI дизајни, користете наредени вија или скалести вијаси со бакарно полнење.

Лошиот DFM води до Премостување со лемење, Надгробно поставување камен, Ладни лемечки споеви, Промена на компоненти, и Лемни топкиDFM анализата пред масовното производство помага да се заштити приносот од првиот премин.

3.1 Дизајн на шаблон на земјиште

Плановите на земјиштето мора да бидат во согласност со IPC-7351Правилниот дизајн на влошките е од суштинско значење за сигурно Склопување на печатена плочка и PCBA склопување.

• Компоненти на ЧИП (0402, 0603, 0805)Големината на влошката мора да се совпаѓа со отворот на шаблонот и профилот на преточување за да се избегне обележување со лажни знаци.
• QFN (Quad Flat No-line): Дното Термо подлога треба да се прегради за да се намали мокрењето и ладните зглобови; користете дефинирана маска за лемење (SMD) или дефинирана маска без лемење (NSMD) влошки соодветно.
• BGA (Топчеста мрежа)Дијаметарот на подлогата е обично 80–85% од дијаметарот на топката; отворањето на маската за лемење мора да биде прецизно за да се избегне маска за лемење на подлогата. За BGA со тенок наклон, користете брана за маска за лемење ширина ≤0,1 mm или отстранете ја браната доколку е потребно.
• SOT/SOP/QFPФиниот наклон бара соодветна ширина на браната за маска за лемење за да се спречи премостување.

3.2 Растојанието и ориентацијата на компонентите

• Растојанието помеѓу соседните компоненти мора да ги исполнува барањата за млазницата за подигнување и поставување и за преработка (≥0,3 mm).
• Порамнете ги сличните компоненти во иста насока за полесна проверка на AOI.
• Одржувајте доволно растојание помеѓу високите и кратките компоненти за да избегнете ефект на сенка за време на повторното протокување.

3.3 Маска за лемење и свилено печатење

• Брана за маска за лемење ширина ≥0,1 mm за да се спречи премостување.
• Ситопечат не смеат да се преклопуваат перничињата; одржувајте растојание од ≥0,2 mm.
• Означување на поларитетот, Индикатор за пин 1, и Референтен ознака мора да биде јасно.
• Изберете боја на маската за лемење (зелена, сина, црна, црвена, бела) врз основа на преференциите на клиентот; осигурајте се дека печатењето на легендата е читливо.

4.1 ДФТ

DFT овозможува ефикасно, нискобуџетно тестирање на PCBA и поддржува развој на тест програма и дизајн на светилки.

• Тест со летачка сондаНе е потребна фиксна опрема; идеална за прототипови и мали серии.
• ИКТ (тест во коло)Потребни се тест точки и прицврстувачи; погодно за голем обем. Ние дизајнираме шеми на тест точки со соодветна покриеност.
• FCT (Тест на функционално коло)Ја потврдува вистинската функционалност на PCBA.
• Гранично скенирање (JTAG)Користи вградена логика за тестирање на чип за да ги намали точките за физичко тестирање.

DFT барања:

• Дијаметар на тест точката ≥0,8 mm, растојание ≥1,27 mm.
• Распоредете ги тест точките од едната страна кога е можно.
• Држете ги тест точките непопречени и подалеку од високите компоненти.
• Резервирајте тест точки за мрежи за напојување и заземјување за да овозможите тест за краток прекин на напојувањето и мерење на напон при вклучување.

4.2 ДФА

DFA се фокусира на ефикасноста на склопувањето и спречувањето на грешки.

• Панелизација: Употреба V-рез (V-обликување) или Каснување од глушец / Дупка од печатЗа склопување на печатена плочка со компоненти што висеат на работ, користете рутирање на табови со каснувања од глувци.
• Алатна шина: ширина 3–5 mm за пренос и позиционирање на транспортер.
• Фидуцијален знакНајмалку 2–3 глобални фидуцијални показатели; локални фидуцијални показатели за уреди со фини тонови како BGA и QFN.
• Пока-ЈокОсигурајте се дека конекторите имаат единствена ориентација за да се спречи обратно вметнување.

5.1 Интегритет на сигналот (SI)

Проблемите со SI вклучуваат Рефлексија, Преслушување, Пречекорување, Подпухналост, и Временски асиметрија. Голема брзина Дизајн на печатени плочки може да користи симулација пред распоред и верификација по распоредот да се оцени дијаграм на очи.

• Усогласување на импедансата: Сериско завршување на изворот, паралелно завршување или завршување на AC.
• Усогласување на должинатаСерпентинско рутирање за DDR групи на податоци/адреси и диференцијални парови.
• Потиснување на преслушување: правило од 3W (растојание ≥3× ширина на трагата); додадете заштитни траги за критични сигнали.
• Враќање прекуДодајте шиечки отвори во близина на транзициите на слоевите за да ја намалите индуктивноста на јамката.

5.2 Интегритет на моќност (PI)

Проблемите со ПИ вклучуваат Моќен шум, Пад на напон, и Отскокнување на земјаДобро дизајниран Дистрибутивна мрежа за електрична енергија (PDN) е клучно за стабилно работење.

• Кондензатор за одвојувањеПоставете комбинации од 0,1 µF + 10 µF во близина на секој пин за напојување; користете кондензатори со низок ESL за високофреквентно раздвојување.
• Сплит на моќна рамнинаОдделете ги аналогните и дигиталните рамнини на напојување; избегнувајте вкрстување на разделите со сигнали со голема брзина.
• Патека со ниска импедансаСоседните рамнини на напојувањето и заземјувањето создаваат рамнинска капацитивност; одржуваат тенок диелектрик помеѓу слоевите на напојувањето и заземјувањето.
• Преку бројПаралелни повеќекратни вија за патеки со висока струја; користете бакарни исполнети вијали за вија со висока струја.

5.3 ЕМС (Електромагнетна компатибилност)

EMC покрива EMI (електромагнетна интерференција) и EMS (Електромагнетна подложност)Прегледот за претходна усогласеност со EMC може да ги идентификува ризиците во дизајнот пред формалното тестирање.

• Правило од 20 часаВдлабнатини на рабовите на рамнината на моќност за 20× растојание помеѓу слоевите за да се намалат рабните полиња.
• Филтрирање на интерфејсДодајте TVS, пригушувачи во заеднички режим, феритни зрна и кондензатори на I/O конекторите.
• ЗаштитаКористете заштитни навлаки над чувствителните области; обезбедете заземјувачки влошки за прицврстување на штитот.
• Кристал и часовникНема рутирање под кристалите; користете заштитни траги и одржувајте ги трагите на часовникот кратки.

5.4 HDI дизајн на печатена плочка

За дизајни со висока густина, HDI ПХБ технологија со ласерски дупчени микровија, слепи вијаси, и закопани вија овозможува помали форм-фактори и поголема густина на рутирање. Клучни размислувања:

• Сооднос на ширина и висина на микровија обично ≤1:1.
• Користете наредени микровиа за транзиции на слоеви во области со висока густина.
• Секвенцијална ламинација процесот овозможува повеќе слоеви на микровија.
• Преку-во-подлогата со бакарно полнење и планаризација за BGA вентилатор.

6.1 BGA дизајн

Дизајнот на BGA подлогата директно влијае на приносот на лемење за Склопување на печатена плочка и PCBA склопување, особено во BGA апликации со фини тонови.

• Дијаметар на подлогата ≈0,8–0,85× дијаметар на топката (на пр., подлога од 0,25 mm за топка од 0,3 mm).
• Отворот на маската за лемење е поголем од подлогата за 0,025–0,05 mm од секоја страна.
• NSMD (дефинирана маска без лемење) или SMD (дефинирана маска за лемење); NSMD честа појава за BGA со фини тонови.
• Влезници за вентилација 0,2 mm/0,1 mm или помали; користете Преку-во-Подлога со Полнето со бакар / Полнето со смола за да се спречи впивање на лемењето.
• Додај локални фидуцијални марки во близина на BGA за прецизно поставување.

6.2 QFN Дизајн

QFN (Quad Flat No-lead) пакетите бараат внимателен дизајн на термички подлоги.

• Поделете ја термичката подлога на повеќе помали подлоги или користете една подлога со сегментирани отвори за шаблонот за да го намалите празнината.
• Продолжете ги влошките за иглички 0,2–0,3 mm надвор од работ на пакувањето за проверка на AOI.
• Користете Затнување со смола или Бакарно полнење за термички подлоги за да се спречи впивање на лемењето.
• За QFN со голема моќност, додадете термички преку низа поврзување со внатрешни бакарни рамнини.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Микро компоненти

• 0402 растојание помеѓу влошките: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Користете отвори за шаблони со топчиња против лемење (засечени или намалени).
• Обезбедете доволно фидуциални ознаки за точност на поставувањето.
• Размислете дозирање лепак за двострано склопување со тешки компоненти.

7.1 Дизајн на отвор на шаблон

Дизајнот на отворот на шаблонот директно го одредува печатење со паста за лемење квалитет и треба да биде оптимизиран за секоја PCBA.

• Дебелина на шаблонот: типично 0,1–0,15 mm; 0,08 mm за микро компоненти; 0,2 mm за висока струја.
• Сооднос на површина: Површина на отворот / површина на ѕидот на отворот > 0,66.
• Сооднос на ширина и висинаШирина на отворот / дебелина на шаблонот > 1,5.
• Специјални отвори: QFN термичка подлога со повеќе мали прозорци; BGA кружна или квадратна редукција; засечени отвори во форма на топка против лемење за компоненти на чип.
• Размислете шаблон за чекори за мешани големини на компоненти (на пр., дебел шаблон за области со високи струи, тенок за фини фломастери).

7.2 Лемење со претовар и брановидна обработка

• Рефлуксно лемењеЗа SMT компоненти; бара соодветно температурен профил (прегревање, натопување, повторно ладење, ладење). Користете азотен рефлукс за подобрено навлажнување и намалена оксидација.
• Лемење со брановиЗа компоненти низ отворите (DIP) и процес со SMT црвено лепило.
• Селективно лемење со бранови: Локализирано лемење за компоненти низ отворите; идеално за плочи со мешана технологија.
• Процес без олово: паста за лемење SAC305; максимална температура на повторно течење 235–250 °C. Вообичаените површински обработки вклучуваат безоловен HASL, СЕ СОГЛАСУВАМ, Доброволна противпожарна служба, сребро за потопување, и потопувачки калај.

7.3 Мешано собрание

Комбинирајте SMT reflow и DIP бран лемење, или користете Закачи-во-Вметни (PIP) за компоненти низ отворите при прецедување.

8.1 Методи на панелизација

• V-рез (V-обликување)Ниска цена; за правоаголни плочи без компоненти на рабовите.
• Каснување од глушец / Дупка од печатЗа неправилни плочи или компоненти на рабовите; користете рутирање на табови со каснувања од глувци.
• Мост + Каснување од глушецКомбинира сила и леснотија на одвојување.

8.2 Шина за алати и фидуцијална ознака

• Ширина на шината за алати: 3–5 мм.
• Фидуциална ознака: дијаметар од 1 mm, отвор за маска за лемење од 2–3 mm, златна или потопна лимена завршница.
• Локални фидуцијални агенции за BGA/QFN уреди со фини тонови.

8.3 Големина и количина на панел

• Големина на панелот во рамките на ограничувањата за подигнување и поставување и печка за повторно течење (≤400 mm × 400 mm).
• Балансирајте ја ефикасноста и искористеноста на материјалот; избегнувајте искривување.
• Користете отцепени јазичиња или рутирани слотови за намалување на стресот за време на депанелирањето.

9.1 Електрична проверка

• ДРК нема фатални грешки.
• Усогласување на критичната должина на сигналот, импеданса, растојание.
• Напојување преку бројач и струен капацитет.
• Симулација на интегритетот на сигналот Резултатите ги исполнуваат барањата за дијаграм на очите.

9.2 Проверка на DFM

• Големина на влошка според IPC-7351.
• Растојанието меѓу компонентите ги исполнува минималните барања за подигнување и поставување.
• Брана за маска за лемење, ситопечат, проѕирна ознака на поларитетот.
• Отворот на шаблонот одговара на односот на површина.
• Панелизација и шина за алати присутен.

9.3 Проверка на DFT

• Покриеност на тест точките на критичните мрежи.
• Тест точките се непречени.
• Изводливост на ИКТ тела.

9.4 Проверка на склопување

• Присутни се шини за алати и фидуцијални ознаки.
• Методот на панелизација е разумен.
• Растојание на компонентата од V-пресекот ≥0,5 mm.

9.5 Комплетност на документацијата

• Стандардизирано именување на слоеви од Гербер.
• Точни броеви на делови од спецификацијата, пакувања, количини.
• Датотеката „избери и постави“ се совпаѓа со BOM.
• Датотеката со шаблон се совпаѓа со дизајнот на печатената печатена плочка.

За застарени или застарени производи PCBA кола, PCBA обратен инженеринг може да рекреира шеми, BOM и Gerber датотеки од физички плочи и да ги поврзе обновените податоци со нова Дизајн на печатени плочки и PCBA склопување работен тек.

Нашиот процес на обратен инженеринг вклучува:

• Снимање на табла и рендгенска инспекција за мапирање на внатрешните слоеви.
• Идентификација на компоненти и екстракција на BOM вклучувајќи замени на застарени делови.
• Шематско снимање од реконструкција на мрежна листа.
• Рекреација со распоред на PCB со подобрувања на DFM.
• Прототип PCBA склопување и функционално тестирање.

Дополнителни услуги со додадена вредност:

• Конформен слој за сурови средини.
• Садење и капсулирање за отпорност на вибрации.
• Недополнување за BGA и CSP пакети.
• Преработка и поправка користејќи BGA станица за преработка.
• Развој на функционални тестови за прилагодена PCBA.