Reka bentuk PCBA biasanya bermula dengan Tangkapan Skematik, diikuti oleh Penempatan PCB, Penghalaan, DRC (Semakan Peraturan Reka Bentuk), dan Semakan DFM, kemudian output Fail Gerber, Fail Gerudi NC, BOM (Bil Bahan), dan Lukisan PerhimpunanUntuk reka bentuk yang kompleks, PCB HDI teknologi dengan mikrovia yang digerudi laser dan laminasi berjujukan mungkin diperlukan.

Fail input teras termasuk:

• Senarai Bersih
• Lukisan Mekanikal
• Helaian Data Komponen
• Dokumen Keupayaan Proses (lebar/jarak jejak minimum, saiz lubang minimum, lebar empangan topeng pateri, keperluan kawalan impedans)

Fail output teras termasuk:

• Gerber RS-274X atau ODB++
• Fail Gerudi NC
• Pilih & Letakkan Fail
• Stensil Gerber
• Laporan Titik Ujian
• Lukisan Pemasangan & Fail Sutera

2.1 Prinsip Penempatan

Penempatan merupakan asas reka bentuk PCBA dan memberi kesan secara langsung Kualiti Penghalaan Isyarat, Prestasi Terma, dan KebolehkilanganPenempatan yang betul adalah penting untuk PCB kawalan impedans reka bentuk dan litar digital berkelajuan tinggi.

• Pembahagian Fungsian: Asingkan kawasan antara muka analog, digital, kuasa dan berkelajuan tinggi untuk mengelakkan gangguan.
• Aliran IsyaratLetakkan komponen dalam arah aliran isyarat untuk mengurangkan kawasan lintasan dan gelung.
• Keutamaan Komponen KritikalLetakkan modul MCU/FPGA/SoC, DDR, jam dan kuasa dahulu.
• Penempatan TepiPenyambung, butang dan LED berhampiran tepi papan untuk memenuhi keperluan mekanikal.
• Susun Atur TermaKomponen berkuasa tinggi berhampiran saluran pelesapan haba atau pad haba; tambah terma melalui tatasusunan di bawah komponen panas.

2.2 Keperluan Penghalaan

• Lebar Jejak & Kapasiti ArusLebar surih 0.5 mm pada kuprum 1 oz membawa lebih kurang 1 A. Untuk arus yang lebih tinggi, gunakan tembaga untuk atau pemberat tembaga yang lebih tebal.
• Pasangan Pembezaan: USB, HDMI, LVDS, Ethernet memerlukan Pemadanan Panjang, Jarak Sama Rata, dan Gandingan Ketat untuk mengekalkan integriti isyarat dan meminimumkan kehilangan sisipan dan kerugian pulangan.
• Impedans TerkawalIsyarat berkelajuan tinggi memerlukan impedans ciri yang dikira daripada susunan; nilai sepunya ialah 50 Ω hujung tunggal dan pembezaan 100 Ω. Semakan kejuruteraan hendaklah merangkumi kawalan impedans pengesahan.
• Laluan PulangPastikan satah rujukan yang lengkap untuk mengelakkan masalah EMI satah berpecah; tambah via jahitan peralihan berhampiran lapisan.
• Melalui: Kurangkan via berkelajuan tinggi; gunakan Penggerudian Belakang atau Vias Buta/Dikebumikan apabila perlu. Untuk reka bentuk HDI, gunakan via yang disusun atau via berperingkat dengan pengisian tembaga.

DFM yang lemah membawa kepada Penyambungan Pateri, Penimbangan Batu Nisan, Sambungan Pateri Sejuk, Anjakan Komponen, dan Bola PateriAnalisis DFM sebelum pengeluaran besar-besaran membantu melindungi hasil laluan pertama.

3.1 Reka Bentuk Corak Tanah

Corak tanah mesti mematuhi IPC-7351Reka bentuk pad yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan Perhimpunan PCB dan Perhimpunan PCBA.

• Komponen CHIP (0402, 0603, 0805)Saiz pad mesti sepadan dengan apertur stensil dan profil reflow untuk mengelakkan pembentukan batu nisan.
• QFN (Empat Rata Tanpa Plumbum)Bahagian bawah Pad Termal perlu dibahagikan untuk mengurangkan kencing dan sendi sejuk; gunakan topeng pateri ditakrifkan (SMD) atau topeng bukan pateri ditakrifkan (NSMD) pad dengan sewajarnya.
• BGA (Susunan Grid Bola)Diameter pad biasanya 80–85% daripada diameter bola; bukaan topeng pateri mesti tepat untuk mengelakkan topeng pateri pada pad. Untuk BGA pic halus, gunakan empangan topeng pateri lebar ≤0.1 mm atau hapuskan empangan jika perlu.
• SOT/SOP/QFP: Pic halus memerlukan lebar empangan topeng pateri yang mencukupi untuk mengelakkan penyambungan.

3.2 Jarak & Orientasi Komponen

• Jarak komponen bersebelahan mesti memenuhi keperluan muncung pilih dan letak dan kerja semula (≥0.3 mm).
• Sejajarkan komponen yang serupa dalam arah yang sama untuk pemeriksaan AOI yang lebih mudah.
• Pastikan jarak yang mencukupi antara komponen tinggi dan pendek untuk mengelakkan kesan bayang semasa aliran semula.

3.3 Topeng Pateri & Saringan Sutera

• Empangan Topeng Pateri lebar ≥0.1 mm untuk mengelakkan penyambungan.
• Sutera tidak boleh bertindih dengan pad; pastikan jarak ≥0.2 mm.
• Penandaan Kekutuban, Penunjuk Pin 1, dan Penetap Rujukan mestilah jelas.
• Pilih warna topeng pateri (hijau, biru, hitam, merah, putih) berdasarkan pilihan pelanggan; pastikan cetakan petunjuk boleh dibaca.

4.1 DFT

DFT membolehkan pengujian PCBA yang cekap dan berkos rendah serta menyokong pembangunan program ujian dan reka bentuk lekapan.

• Ujian Prob TerbangTiada lekapan diperlukan; sesuai untuk prototaip dan kelompok kecil.
• ICT (Ujian Dalam Litar)Memerlukan titik ujian dan lekapan; sesuai untuk volum tinggi. Kami mereka bentuk corak titik ujian dengan perlindungan yang mencukupi.
• FCT (Ujian Litar Fungsian): Mengesahkan fungsi PCBA sebenar.
• Imbasan Sempadan (JTAG)Menggunakan logik ujian cip terbina dalam untuk mengurangkan titik ujian fizikal.

Keperluan DFT:

• Diameter titik ujian ≥0.8 mm, jarak ≥1.27 mm.
• Agihkan titik ujian di satu sisi apabila boleh.
• Pastikan titik ujian tidak terhalang dan jauh daripada komponen yang tinggi.
• Rizab titik ujian untuk kuasa dan jaring darat bagi membolehkan ujian pendek mati kuasa dan pengukuran voltan hidup kuasa.

4.2 DFA

DFA memberi tumpuan kepada kecekapan pemasangan dan pencegahan ralat.

• Panelisasi: Guna Potongan-V (Pemarkahan-V) atau Gigitan Tikus / Lubang CapUntuk pemasangan pcb dengan komponen tergantung tepi, gunakan penghalaan tab dengan gigitan tikus.
• Rel Perkakas: 3–5 mm lebar untuk pemindahan dan penentuan kedudukan penghantar.
• Tanda FiducialSekurang-kurangnya 2–3 fiducial global; fiducial tempatan untuk peranti pic halus seperti BGA dan QFN.
• Poka-YokePastikan penyambung mempunyai orientasi yang unik untuk mengelakkan penyisipan terbalik.

5.1 Integriti Isyarat (SI)

Isu SI termasuk Refleksi, Perbincangan Silang, Terlalu banyak, Kurangkan, dan Condongan MasaBerkelajuan tinggi Reka bentuk PCB boleh guna simulasi pra-susun atur dan pengesahan pasca susun atur untuk menilai gambar rajah mata.

• Padanan Impedans: Penamatan siri sumber, penamatan selari atau penamatan AC.
• Pemadanan Panjang: Penghalaan serpentin untuk kumpulan data/alamat DDR dan pasangan pembezaan.
• Penindasan Crosstalk: Peraturan 3W (jarak ≥3× lebar surih); tambah surih pengawal untuk isyarat kritikal.
• Pulang Melalui: Tambahkan via jahitan berhampiran peralihan lapisan untuk mengurangkan kearuhan gelung.

5.2 Integriti Kuasa (PI)

Isu PI termasuk Bunyi Kuasa, Penurunan Voltan, dan Lantunan Tanah. Reka bentuk yang baik Rangkaian Pengagihan Kuasa (PDN) adalah penting untuk operasi yang stabil.

• Kapasitor PenyahgandinganLetakkan kombinasi 0.1 µF + 10 µF berhampiran setiap pin kuasa; gunakan kapasitor ESL rendah untuk penyahgandingan frekuensi tinggi.
• Pemisahan Satah Kuasa: Asingkan satah kuasa analog dan digital; elakkan melintasi pemisahan dengan isyarat berkelajuan tinggi.
• Laluan Impedans Rendah: Satah kuasa dan satah darat bersebelahan menghasilkan kapasitans satah; mengekalkan dielektrik nipis antara lapisan kuasa dan tanah.
• Kiraan Melalui: Berbilang via selari untuk laluan arus tinggi; gunakan vias berisi tembaga untuk via arus tinggi.

5.3 EMC (Keserasian Elektromagnetik)

Perlindungan EMC EMI (Gangguan Elektromagnetik) dan EMS (Kerentanan Elektromagnetik)Semakan pra-pematuhan EMC boleh mengenal pasti risiko reka bentuk sebelum ujian formal.

• Peraturan 20H: Relungkan tepi satah kuasa sebanyak 20× jarak lapisan untuk mengurangkan medan pinggiran.
• Penapisan Antara Muka: Tambah TVS, cok mod biasa, manik ferit dan kapasitor pada penyambung I/O.
• PerisaiGunakan penutup pelindung di atas kawasan sensitif; sediakan pad pembumian untuk pemasangan perisai.
• Kristal & Jam: Tiada penghalaan di bawah kristal; gunakan jejak pengawal dan pastikan jejak jam pendek.

5.4 Reka Bentuk PCB HDI

Untuk reka bentuk berketumpatan tinggi, PCB HDI teknologi dengan mikrovia yang digerudi laser, via buta, dan vias yang dikebumikan membolehkan faktor bentuk yang lebih kecil dan kepadatan penghalaan yang lebih tinggi. Pertimbangan utama:

• Nisbah aspek mikrovia biasanya ≤1:1.
• Gunakan mikrovia bertindan untuk peralihan lapisan di kawasan berketumpatan tinggi.
• Laminasi berjujukan Proses ini membolehkan berbilang lapisan mikrovia.
• Melalui-dalam-pad dengan pengisian tembaga dan penyataan untuk keluaran BGA.

6.1 Reka Bentuk BGA

Reka bentuk pad BGA secara langsung mempengaruhi hasil pematerian untuk Perhimpunan PCB dan Perhimpunan PCBA, terutamanya dalam aplikasi BGA pic halus.

• Diameter pad ≈0.8–0.85× diameter bola (cth., pad 0.25 mm untuk bola 0.3 mm).
• Bukaan topeng pateri lebih besar daripada pad sebanyak 0.025–0.05 mm setiap sisi.
• NSMD (Topeng Bukan Pateri Ditakrifkan) atau SMD (Topeng Pateri Ditakrifkan); NSMD biasa untuk BGA pic halus.
• Vias Fanout 0.2 mm/0.1 mm atau lebih kecil; gunakan Via-in-Pad dengan Berisi Tembaga / Berisi Resin untuk mengelakkan pateri daripada meresap.
• Tambah tanda fiducial tempatan berhampiran BGA untuk penempatan yang tepat.

6.2 Reka Bentuk QFN

Pakej QFN (Quad Flat No-plumbum) memerlukan reka bentuk pad terma yang teliti.

• Bahagikan pad terma kepada beberapa pad yang lebih kecil atau gunakan pad tunggal dengan apertur stensil bersegmen untuk mengurangkan rongga.
• Panjangkan pad pin 0.2–0.3 mm melepasi tepi bungkusan untuk pemeriksaan AOI.
• Gunakan Penyumbatan Resin atau Pengisian Tembaga untuk vias pad terma bagi mengelakkan pateri daripada tersangkut.
• Untuk QFN berkuasa tinggi, tambah terma melalui tatasusunan menyambung ke satah tembaga dalaman.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Komponen Mikro

• Jarak pad 0402: 0.4–0.5 mm; 0201: 0.25–0.3 mm; 01005: 0.15–0.2 mm.
• Gunakan bukaan stensil bola anti-pateri (bertakuk atau dikurangkan).
• Berikan markah fiducial yang mencukupi untuk ketepatan penempatan.
• Pertimbangkan pengeluaran gam untuk pemasangan dua sisi dengan komponen berat.

7.1 Reka Bentuk Apertur Stensil

Reka bentuk apertur stensil menentukan secara langsung percetakan pes pateri berkualiti dan harus dioptimumkan untuk setiap PCBA.

• Ketebalan Stensil: 0.1–0.15 mm tipikal; 0.08 mm untuk komponen mikro; 0.2 mm untuk arus tinggi.
• Nisbah Kawasan: Luas apertur / luas dinding apertur > 0.66.
• Nisbah AspekLebar apertur / ketebalan stensil > 1.5.
• Apertur Khas: Pad haba QFN berbilang tingkap kecil; pengurangan bulat atau segi empat sama BGA; apertur bertakuk bebola anti-pateri untuk komponen cip.
• Pertimbangkan stensil langkah untuk saiz komponen campuran (cth., stensil tebal untuk kawasan arus tinggi, nipis untuk pic halus).

7.2 Pematerian Aliran Semula & Gelombang

• Pematerian Aliran Semula: Untuk komponen SMT; memerlukan yang betul profil suhu (panaskan, rendam, aliran semula, penyejukan). Guna aliran semula nitrogen untuk pembasahan yang lebih baik dan pengoksidaan yang dikurangkan.
• Pematerian GelombangUntuk komponen lubang tembus (DIP) dan proses gam merah SMT.
• Pematerian Gelombang Selektif: Pematerian setempat untuk komponen melalui lubang; sesuai untuk papan teknologi campuran.
• Proses Bebas Plumbum: Pes pateri SAC305; suhu aliran balik puncak 235–250 °C. Kemasan permukaan biasa termasuk HASL bebas plumbum, SETUJU, Jabatan Bomba Sukarelawan, perak rendaman, dan tin rendaman.

7.3 Perhimpunan Campuran

Gabungkan pematerian reflow SMT dan gelombang DIP, atau gunakan Pin-in-Paste (PIP) untuk komponen lubang melalui aliran semula.

8.1 Kaedah Panelisasi

• Potongan-V (Pemarkahan-V)Kos rendah; untuk papan segi empat tepat tanpa komponen tepi.
• Gigitan Tikus / Lubang Cap: Untuk papan atau komponen tepi yang tidak sekata; gunakan penghalaan tab dengan gigitan tikus.
• Jambatan + Gigitan Tikus: Menggabungkan kekuatan dan kemudahan pemisahan.

8.2 Rel Perkakas & Tanda Fiducial

• Lebar rel perkakas: 3–5 mm.
• Tanda fiducial: diameter 1 mm, bukaan topeng pateri 2–3 mm, kemasan emas atau timah rendam.
• Fiducial tempatan untuk peranti pic halus BGA/QFN.

8.3 Saiz & Kuantiti Panel

• Saiz panel dalam had ketuhar pilih dan letak dan aliran semula (≤400 mm × 400 mm).
• Imbangkan kecekapan dan penggunaan bahan; elakkan lengkungan.
• Gunakan tab pemisah atau slot yang dihalakan untuk mengurangkan tekanan semasa pembukaan panel.

9.1 Pemeriksaan Elektrik

• DRC tiada ralat maut.
• Padanan panjang isyarat kritikal, impedans, jarak.
• Kuasa bersih melalui kiraan dan kapasiti arus.
• Simulasi integriti isyarat keputusan memenuhi keperluan gambar rajah mata.

9.2 Semakan DFM

• Saiz pad setiap IPC-7351.
• Jarak komponen memenuhi keperluan pilih dan letak minimum.
• Empangan topeng pateri, sutera skrin, tanda kekutuban jernih.
• Apertur stensil memenuhi nisbah luas.
• Panelisasi dan rel perkakas hadir.

9.3 Semakan DFT

• Liputan titik ujian pada jaring kritikal.
• Titik ujian tidak terhalang.
• Kebolehlaksanaan lekapan ICT.

9.4 Pemeriksaan Pemasangan

• Rel perkakas dan tanda fiducial hadir.
• Kaedah panelisasi munasabah.
• Jarak komponen dari potongan-V ≥0.5 mm.

9.5 Kelengkapan Dokumentasi

• Penamaan lapisan Gerber diseragamkan.
• Nombor bahagian BOM, pakej, kuantiti tepat.
• Pilih & letakkan fail sepadan dengan BOM.
• Fail stensil sepadan dengan reka bentuk PCB.

Untuk produk legasi atau usang Papan litar PCBA, Kejuruteraan terbalik PCBA boleh mencipta semula skema, BOM dan fail Gerber daripada papan fizikal dan menyambungkan data yang dipulihkan kepada papan baharu Reka bentuk PCB dan Perhimpunan PCBA aliran kerja.

Proses kejuruteraan terbalik kami merangkumi:

• Pengimejan papan dan pemeriksaan sinar-X untuk memetakan lapisan dalaman.
• Pengenalpastian komponen dan pengekstrakan BOM termasuk penggantian alat ganti yang usang.
• Penangkapan skematik daripada pembinaan semula netlist.
• Rekreasi susun atur PCB dengan penambahbaikan DFM.
• Perhimpunan PCBA prototaip dan ujian fungsian.

Perkhidmatan nilai tambah tambahan:

• Salutan konformal untuk persekitaran yang keras.
• Pot dan enkapsulasi untuk rintangan getaran.
• Kurang isi untuk pakej BGA dan CSP.
• Kerja semula dan pembaikan menggunakan stesen kerja semula BGA.
• Pembangunan ujian fungsian untuk PCBA tersuai.