Het ontwerp van een PCBA begint doorgaans met Schematische weergave, gevolgd door PCB-plaatsing, Routering, DRC (Design Rule Check), En DFM-controle, en vervolgens de uitvoer Gerber-bestanden, NC boorbestanden, BOM (Bill of Materials), En MontagetekeningVoor complexe ontwerpen, HDI-printplaat technologie met lasergeboorde microvia's En sequentiële laminering kan vereist zijn.

De belangrijkste invoerbestanden omvatten:

• Netlijst
• Mechanische tekening
• Componentgegevensblad
• Procescapaciteitsdocument (minimale spoorbreedte/afstand, minimale gatgrootte, breedte van de soldeermaskerlaag, eisen aan impedantiecontrole)

De belangrijkste uitvoerbestanden zijn:

• Gerber RS-274X of ODB++
• NC-boorbestand
• Selecteer en plaats bestand
• Sjabloon Gerber
• Testpuntrapport
• Montagetekening en zeefdrukbestand

2.1 Plaatsingsprincipes

De plaatsing is de basis van het PCBA-ontwerp en heeft direct invloed op de uitvoering. Kwaliteit van signaalroutering, Thermische prestaties, En maakbaarheidEen juiste plaatsing is cruciaal voor printplaat voor impedantieregeling ontwerpen en snelle digitale circuits.

• Functionele indeling: Scheid de analoge, digitale, voedings- en hogesnelheidsinterfacegebieden om interferentie te voorkomen.
• SignaalstroomPlaats componenten in de richting van de signaalstroom om kruisingen en lussen te minimaliseren.
• Prioriteit van kritieke componentenPlaats eerst de MCU/FPGA/SoC-, DDR-, klok- en voedingsmodules.
• RandplaatsingConnectoren, knoppen en LED's bevinden zich dicht bij de randen van de printplaat om aan de mechanische eisen te voldoen.
• Thermische lay-out: Componenten met een hoog vermogen in de buurt van warmteafvoerkanalen of thermische pads; toevoegen thermische via arrays onder hete componenten.

2.2 Essentiële routeringsinformatie

• Spoorbreedte en stroomcapaciteitEen spoorbreedte van 0,5 mm op 1 oz koper voert ongeveer 1 A. Voor hogere stromen, gebruik koper voor of dikkere koperen gewichten.
• Differentieel paarUSB, HDMI, LVDS en Ethernet zijn vereist. Lengteafstemming, Gelijke afstand, En Strakke koppeling om te behouden signaalintegriteit en minimaliseren invoegverlies En rendement verlies.
• Gecontroleerde impedantieHogesnelheidssignalen vereisen een karakteristieke impedantie die berekend wordt op basis van de opbouw van componenten; gangbare waarden zijn 50 Ω single-ended en 100 Ω differentieel. De technische beoordeling moet het volgende omvatten: impedantieregeling verificatie.
• Retourpad: Zorg voor een volledig referentievlak om EMI-problemen door gesplitste vlakken te voorkomen; voeg toe verbindingsvias nabij laagovergangen.
• Via: Minimaliseer snelle via's; gebruik Achterwaarts boren of Blinde/verborgen via's indien nodig. Voor HDI-ontwerpen, gebruik gestapelde via's of verspringende via's met koperen vulling.

Slechte DFM leidt tot Soldeerverbinding, Grafsteen, Koude soldeerverbindingen, Componentverschuiving, En SoldeerballenDFM-analyse vóór massaproductie helpt de opbrengst bij de eerste productiegang te beschermen.

3.1 Ontwerp van landpatronen

Landgebruikspatronen moeten voldoen aan IPC-7351Een goed ontwerp van de remblokken is essentieel voor betrouwbare prestaties. PCB-assemblage En PCBA-assemblage.

• CHIP-componenten (0402, 0603, 0805)De afmetingen van de pad moeten overeenkomen met de opening van het stencil en het reflow-profiel om tombstoning te voorkomen.
• QFN (Quad Flat No-lead)De onderkant Thermische pad moet worden opgedeeld om luchtbellen en koude voegen te verminderen; gebruik Soldeermasker gedefinieerd (SMD) of niet-soldeermasker gedefinieerd (NSMD) Zorg voor de juiste inlegvellen.
• BGA (Ball Grid Array)De paddiameter is doorgaans 80-85% van de boldiameter; de opening voor het soldeermasker moet nauwkeurig zijn om te voorkomen dat er soldeermasker op de pad terechtkomt. Voor BGA's met fijne pitch, gebruik soldeermasker afdichting breedte ≤0,1 mm of verwijder de dam indien nodig.
• SOT/SOP/QFPBij een fijne pitch is een voldoende brede soldeermaskerrand nodig om overbrugging te voorkomen.

3.2 Afstand en oriëntatie van componenten

• De afstand tussen aangrenzende componenten moet voldoen aan de eisen voor pick-and-place nozzles en nabewerking (≥0,3 mm).
• Plaats gelijksoortige componenten in dezelfde richting voor een eenvoudigere inspectie van het werkingsgebied.
• Houd voldoende afstand tussen hoge en lage componenten om schaduweffecten tijdens het reflow-proces te voorkomen.

3.3 Soldeermasker en zeefdruk

• Soldeermaskerdam Breedte ≥0,1 mm om overbrugging te voorkomen.
• Zeefdruk De pads mogen elkaar niet overlappen; houd een tussenruimte van ≥0,2 mm aan.
• Polariteitsmarkering, Pin 1 Indicator, En Referentieaanduiding Moet duidelijk zijn.
• Kies de kleur van het soldeermasker (groen, blauw, zwart, rood, wit) op basis van de voorkeur van de klant; zorg ervoor dat de opdruk leesbaar blijft.

4.1 DFT

DFT maakt efficiënt en voordelig testen van printplaten mogelijk en ondersteunt de ontwikkeling van testprogramma's en het ontwerp van testopstellingen.

• Vliegende sonde testGeen mal nodig; ideaal voor prototypes en kleine series.
• ICT (In-Circuit Test)Vereist testpunten en een testopstelling; geschikt voor grote volumes. Wij ontwerpen testpuntpatronen met voldoende dekking.
• FCT (Functionele Circuittest): Controleert de daadwerkelijke functionaliteit van de printplaat.
• Grensscan (JTAG)Maakt gebruik van ingebouwde chiptestlogica om het aantal fysieke testpunten te verminderen.

DFT-vereisten:

• Testpuntdiameter ≥0,8 mm, tussenruimte ≥1,27 mm.
• Plaats de testpunten indien mogelijk aan één kant.
• Zorg ervoor dat de testpunten vrij blijven en uit de buurt van hoge onderdelen.
• Reserveer testpunten voor stroom- en aardingsnetten om dit mogelijk te maken. kortstondige test bij uitschakelen En meting van de inschakelspanning.

4.2 DFA

DFA richt zich op assemblage-efficiëntie en foutpreventie.

• Panelisatie: Gebruik V-snede (V-snijden) of Muizenbeet / Stempelgat. Voor printplaatassemblage bij componenten die aan de rand hangen, gebruik tab routing met muizenbeten.
• Gereedschapsrail: 3–5 mm breed voor transport en positionering op de transportband.
• VertrouwensmerkMinimaal 2-3 globale referentiepunten; lokale referentiepunten voor componenten met een fijne pitch, zoals BGA en QFN.
• Poka-YokeZorg ervoor dat de connectoren een unieke oriëntatie hebben om verkeerd insteken te voorkomen.

5.1 Signaalintegriteit (SI)

SI-problemen omvatten onder meer: Reflectie, Overspraak, Overschrijding, Onderschrijding, En TijdsverschilHoge snelheid PCB-ontwerp kan gebruiken simulatie voorafgaand aan de lay-out En verificatie na de lay-out om de te evalueren oogdiagram.

• Impedantieaanpassing: Aansluiting in serie, parallel of wisselstroom.
• LengteafstemmingSerpentine routing voor DDR-data-/adresgroepen en differentiële paren.
• Onderdrukking van overspraak: 3W-regel (afstand ≥3× spoorbreedte); voeg afschermingssporen toe voor kritieke signalen.
• Terugkeer viaVoeg verbindingsvias toe in de buurt van laagovergangen om de lusinductantie te verminderen.

5.2 Stroomintegriteit (PI)

PI-kwesties omvatten onder meer: Vermogensruis, Spanningsval, En Stuiteren vanaf de grondEen goed ontworpen Stroomdistributienetwerk (PDN) is cruciaal voor een stabiele werking.

• OntkoppelingscondensatorPlaats combinaties van 0,1 µF en 10 µF in de buurt van elke voedingspin; gebruik condensatoren met lage ESL voor hoogfrequente ontkoppeling.
• Stroomvlaksplitsing: Scheid de analoge en digitale voedingsvlakken; vermijd kruisingen met hogesnelheidssignalen.
• LaagimpedantiepadAangrenzende voedings- en aardingsvlakken creëren vlakke capaciteit; behoud een dunne diëlektrische laag tussen de voedings- en aardingslagen.
• Via telling: Parallelle meerdere via's voor paden met hoge stroomsterkte; gebruik kopergevulde via's voor vias met hoge stroomsterkte.

5.3 EMC (elektromagnetische compatibiliteit)

EMC dekt EMI (elektromagnetische interferentie) En EMS (Elektromagnetische Susceptibiliteit)Een EMC-pre-compliance review kan ontwerprisico's identificeren vóór formele tests.

• 20H-regelVerlaag de randen van het voedingsvlak met 20× de laagdikte om randvelden te verminderen.
• InterfacefilteringVoeg TVS-filters, common-mode smoorspoelen, ferrietkralen en condensatoren toe aan de I/O-connectoren.
• AfschermingGebruik afschermende afdekkingen over gevoelige gebieden; zorg voor aardingspads voor schildbevestiging.
• Kristal & Klok: Geen routing onder kristallen; gebruik afschermingssporen en houd kloksporen kort.

5.4 HDI PCB-ontwerp

Voor ontwerpen met een hoge dichtheid, HDI-printplaat technologie met lasergeboorde microvia's, blinde via's, En begraven via's Maakt kleinere afmetingen en een hogere routingdichtheid mogelijk. Belangrijke aandachtspunten:

• Microvia beeldverhouding Doorgaans ≤1:1.
• Gebruik gestapelde microvias voor laagovergangen in gebieden met een hoge dichtheid.
• Sequentiële laminering Dit proces maakt meerdere microvia-lagen mogelijk.
• Via-in-pad met koperen vulling En planarizatie voor BGA-fanout.

6.1 BGA-ontwerp

Het ontwerp van de BGA-pad heeft een directe invloed op de soldeeropbrengst. PCB-assemblage En PCBA-assemblagemet name bij BGA-toepassingen met een fijne pitch.

• De diameter van het contactkussen is ongeveer 0,8–0,85 keer de diameter van de kogel (bijvoorbeeld een contactkussen van 0,25 mm voor een kogel van 0,3 mm).
• De opening in het soldeermasker is aan elke zijde 0,025–0,05 mm groter dan de pad.
• NSMD (Non-Solder Mask Defined) of SMD (Solder Mask Defined)NSMD is gebruikelijk voor BGA's met fijne pitch.
• Fanout-vias van 0,2 mm/0,1 mm of kleiner; gebruik Via-in-Pad met Met koper gevuld / met hars gevuld om te voorkomen dat soldeer in de soldeerholtes trekt.
• Toevoegen lokale fiduciaire merken Nabij BGA voor nauwkeurige plaatsing.

6.2 QFN-ontwerp

QFN (Quad Flat No-lead) verpakkingen vereisen een zorgvuldig ontwerp van de thermische pad.

• Verdeel de thermische pad in meerdere kleinere pads of gebruik één pad met gesegmenteerde stencilopeningen om luchtbellen te verminderen.
• Steek de contactpunten 0,2–0,3 mm buiten de rand van de verpakking uit voor AOI-inspectie.
• Gebruik Harsafsluiting of Koperen vulling voor thermische pad-vias om het doorsijpelen van soldeer te voorkomen.
• Voor krachtige QFN-systemen, voeg toe thermische via array verbinding maken met interne koperen vlakken.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Microcomponenten

• 0402 padafstand: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Gebruik openingen in de stencil voor soldeerballen (met inkepingen of verkleind).
• Zorg voor voldoende referentiepunten voor een nauwkeurige plaatsing.
• Overwegen lijmdosering voor dubbelzijdige montage met zware componenten.

7.1 Ontwerp van sjabloonopeningen

Het ontwerp van de sjabloonopening bepaalt direct printen met soldeerpasta kwaliteit en moet geoptimaliseerd worden voor elke PCBA.

• Sjabloondikte: 0,1–0,15 mm typisch; 0,08 mm voor microcomponenten; 0,2 mm voor hoge stroomsterkte.
• Oppervlakteverhouding: Openingsoppervlakte / oppervlakte van de openingwand > 0,66.
• Beeldverhouding: Openingsbreedte / sjabloondikte > 1,5.
• Speciale openingenQFN thermische pad met meerdere kleine vensters; ronde of vierkante BGA-reductie; uitsparingen met antisoldeerbal-inkepingen voor chipcomponenten.
• Overwegen trapsjabloon voor gemengde componentgroottes (bijvoorbeeld een dik sjabloon voor gebieden met hoge stroomsterkte, een dun sjabloon voor fijne pitch).

7.2 Reflow- en golfsolderen

• Reflow solderenVoor SMT-componenten; vereist de juiste temperatuurprofiel (voorverwarmen, laten inwerken, opnieuw vloeien, afkoelen). Gebruik stikstof reflow voor een betere bevochtiging en minder oxidatie.
• Golfsolderen: Voor doorsteekcomponenten (DIP) en het SMT-proces met rode lijm.
• Selectief golfsolderen: Lokaal solderen voor doorsteekcomponenten; ideaal voor printplaten met gemengde technologieën.
• Loodvrij procesSAC305 soldeerpasta; maximale reflow-temperatuur 235–250 °C. Veelvoorkomende oppervlakteafwerkingen zijn onder andere: loodvrije HASL, MEE EENS ZIJN, Vrijwillige brandweer, onderdompelingszilver, En dompelblik.

7.3 Gemengde assemblage

Combineer SMT-reflow en DIP-golfsolderen, of gebruik Pin-in-Paste (PIP) voor doorsteekcomponenten in reflow-solderen.

8.1 Panelisatiemethoden

• V-snede (V-snijden): Lage kosten; voor rechthoekige platen zonder randcomponenten.
• Muizenbeet / Stempelgat: Voor onregelmatige printplaten of randcomponenten; gebruik tab routing met muizenbeten.
• Brug + Muizenbeet: Combineert sterkte met gemakkelijke scheiding.

8.2 Gereedschapsrail en referentiemarkering

• Gereedschapsrailbreedte: 3–5 mm.
• Referentiepunt: 1 mm diameter, 2-3 mm opening voor soldeermasker, verguld of vertind.
• Lokale referentiepunten voor BGA/QFN-componenten met fijne pitch.

8.3 Paneelgrootte en -aantal

• Paneelgrootte binnen de limieten van pick-and-place- en reflow-ovens (≤400 mm × 400 mm).
• Zorg voor een evenwicht tussen efficiëntie en materiaalgebruik; voorkom vervorming.
• Gebruik afbreekbare lipjes of gerouteerde sleuven om stress tijdens het demonteren te verminderen.

9.1 Elektrische controle

• DRC heeft geen fatale fouten.
• Kritische signaallengteaanpassing, impedantie en afstand.
• Nettovermogen via telling en huidige capaciteit.
• Signaalintegriteitssimulatie De resultaten voldoen aan de eisen van het oogdiagram.

9.2 DFM-controle

• Padgrootte volgens IPC-7351.
• De afstand tussen de componenten voldoet aan de minimale eisen voor pick-and-place.
• Soldeermaskerafdichting, zeefdruk, polariteitsmarkering transparant.
• De verhouding tussen de opening van het sjabloon en het oppervlak moet overeenkomen.
• Panelisatie En gereedschapsrail cadeau.

9.3 DFT-controle

• Testdekking op kritieke netwerken.
• Testpunten onbelemmerd.
• Haalbaarheid van ICT-armaturen.

9.4 Montagecontrole

• Gereedschapsrail en referentiemarkeringen aanwezig.
• De paneliseringsmethode is redelijk.
• Componentafstand tot V-snede ≥0,5 mm.

9.5 Volledigheid van de documentatie

• De naamgeving van Gerber-lagen is gestandaardiseerd.
• De stuklijstnummers, verpakkingen en aantallen moeten correct zijn.
• Het pick-and-place-bestand komt overeen met de stuklijst.
• Het stencilbestand komt overeen met het PCB-ontwerp.

Voor oudere of verouderde producten. PCBA-printplaten, PCBA reverse engineering Kan schema's, stuklijsten en Gerber-bestanden van fysieke printplaten reconstrueren en de herstelde gegevens aan een nieuw systeem koppelen. PCB-ontwerp En PCBA-assemblage werkproces.

Ons reverse engineering-proces omvat:

• Beeldvorming en röntgeninspectie van de printplaat om interne lagen in kaart te brengen.
• Componentidentificatie en stuklijstextractie inclusief vervanging van verouderde onderdelen.
• Schematische weergave vanuit netlist-reconstructie.
• PCB-lay-out nabootsen met DFM-verbeteringen.
• Prototype PCBA-assemblage en functionele testen.

Aanvullende diensten met toegevoegde waarde:

• Conforme coating voor extreme omstandigheden.
• Verpotten en inkapselen voor trillingsbestendigheid.
• Onderlaag voor BGA- en CSP-pakketten.
• Herstel en reparatie gebruikmakend van een BGA-reworkstation.
• Ontwikkeling van functionele tests voor op maat gemaakte printplaten (PCBA).