O projeto de PCBA normalmente começa com Captura esquemática, seguido pela Posicionamento da placa de circuito impresso, Roteamento, DRC (Verificação de Regras de Projeto), e Verificação DFM, então produz Arquivos Gerber, Arquivos de perfuração NC, Lista de Materiais (BOM), e Desenho de montagemPara projetos complexos, Placa de circuito impresso HDI tecnologia com microvias perfuradas a laser e laminação sequencial Pode ser necessário.

Os arquivos de entrada principais incluem:

• Netlist
• Desenho mecânico
• Ficha técnica do componente
• Documento de Capacidade do Processo (Largura/espaçamento mínimo da trilha, tamanho mínimo do furo, largura da barreira da máscara de solda, requisitos de controle de impedância)

Os arquivos de saída principais incluem:

• Gerber RS-274X ou ODB++
• Arquivo de broca NC
• Arquivo de seleção e posicionamento
• Estêncil Gerber
• Relatório de Ponto de Teste
• Desenho de montagem e arquivo de serigrafia

2.1 Princípios de Colocação

O posicionamento é a base do projeto de PCBA e afeta diretamente os componentes. Qualidade do Roteamento de Sinal, Desempenho térmico, e Capacidade de fabricaçãoO posicionamento correto é fundamental para placa de circuito impresso de controle de impedância projetos e circuitos digitais de alta velocidade.

• Particionamento FuncionalSepare as áreas de interface analógica, digital, de energia e de alta velocidade para evitar interferências.
• Fluxo de sinalPosicione os componentes na direção do fluxo do sinal para reduzir a área de cruzamento e loop.
• Prioridade do componente críticoColoque primeiro os módulos MCU/FPGA/SoC, DDR, clock e de alimentação.
• Posicionamento de bordaConectores, botões e LEDs próximos às bordas da placa para atender aos requisitos mecânicos.
• Layout térmicoComponentes de alta potência próximos a canais de dissipação de calor ou almofadas térmicas; adicione matrizes térmicas via sob componentes quentes.

2.2 Noções básicas de roteamento

• Largura do traço e capacidade de correnteUma trilha de 0,5 mm de largura em 1 oz de cobre conduz aproximadamente 1 A. Para correntes mais altas, use cobre para ou pesos de cobre mais grossos.
• Par diferencialUSB, HDMI, LVDS e Ethernet requerem Correspondência de comprimento, Espaçamento igual, e Acoplamento estreito para manter integridade do sinal e minimizar perda de inserção e retorno perda.
• Impedância ControladaSinais de alta velocidade requerem impedância característica calculada a partir da sobreposição de camadas; valores comuns são 50 Ω para terminação única e 100 Ω para terminação diferencial. A revisão de engenharia deve incluir controle de impedância verificação.
• Caminho de retornoGaranta um plano de referência completo para evitar problemas de EMI em planos divididos; adicione vias de costura transições próximas a camadas.
• ViaMinimize as vias de alta velocidade; use Perfuração traseira ou Vias cegas/enterradas quando necessário. Para projetos HDI, use vias empilhadas ou vias escalonadas com enchimento de cobre.

Um DFM inadequado leva a Ponte de solda, Tombstoneamento, Juntas de solda fria, Deslocamento de Componente, e Esferas de soldaA análise DFM antes da produção em massa ajuda a proteger o rendimento da primeira passagem.

3.1 Projeto de Padrão de Terreno

Os padrões de uso do solo devem estar em conformidade com IPC-7351Um design adequado da almofada é essencial para uma utilização confiável. montagem de PCB e montagem PCBA.

• Componentes CHIP (0402, 0603, 0805)O tamanho da área de contato deve corresponder à abertura do estêncil e ao perfil de refluxo para evitar o efeito de lápide.
• QFN (Quad Flat No-lead): A parte inferior Almofada térmica deve ser dividido para reduzir vazios e juntas frias; use máscara de solda definida (SMD) ou máscara não definida por solda (NSMD) Aplique as almofadas adequadamente.
• BGA (Ball Grid Array)O diâmetro da almofada de solda é tipicamente 80–85% do diâmetro da esfera; a abertura da máscara de solda deve ser precisa para evitar que a máscara de solda entre em contato com a almofada. Para BGAs de passo fino, utilize barreira de máscara de solda largura ≤0,1 mm ou eliminar a barragem, se necessário.
• SOT/SOP/QFPA tecnologia de passo fino exige uma largura adequada da barreira de máscara de solda para evitar curtos-circuitos.

3.2 Espaçamento e orientação dos componentes

• O espaçamento entre componentes adjacentes deve atender aos requisitos de bico de pick-and-place e retrabalho (≥0,3 mm).
• Alinhe componentes semelhantes na mesma direção para facilitar a inspeção por AOI.
• Mantenha uma distância suficiente entre os componentes altos e baixos para evitar o efeito de sombra durante o processo de refluxo.

3.3 Máscara de Solda e Serigrafia

• Barreira de máscara de solda Largura ≥0,1 mm para evitar a formação de pontes.
• Serigrafia As almofadas não devem se sobrepor; mantenha uma folga de pelo menos 0,2 mm.
• Marcação de polaridade, Indicador do pino 1, e Designador de referência Deve ser claro.
• Escolha a cor da máscara de solda (verde, azul, preta, vermelha, branca) de acordo com a preferência do cliente; assegure-se da legibilidade da impressão da legenda.

4.1 DFT

A tecnologia DFT permite testes de PCBA eficientes e de baixo custo, além de dar suporte ao desenvolvimento de programas de teste e ao projeto de dispositivos de fixação.

• Teste de sonda voadoraNão requer fixação; ideal para protótipos e pequenos lotes.
• ICT (Teste em Circuito)Requer pontos de teste e dispositivos de fixação; adequado para alto volume. Nós projetamos. padrões de pontos de teste com cobertura adequada.
• FCT (Teste de Circuito Funcional)Verifica a funcionalidade real da placa de circuito impresso (PCBA).
• Varredura de limites (JTAG)Utiliza lógica de teste de chip integrada para reduzir os pontos de teste físicos.

Requisitos da DFT:

• Diâmetro do ponto de teste ≥0,8 mm, espaçamento ≥1,27 mm.
• Distribua os pontos de teste em um único lado, sempre que possível.
• Mantenha os pontos de teste desobstruídos e afastados de componentes altos.
• Reserve pontos de teste para redes de energia e de aterramento para permitir teste de curto-circuito com desligamento e medição da tensão de inicialização.

4.2 DFA

A DFA concentra-se na eficiência da montagem e na prevenção de erros.

• Panelização: Usar Corte em V (Pontuação em V) ou Mordida de rato / Buraco de carimbo. Para montagem de placa de circuito impresso Com componentes suspensos na borda, use roteamento de guias com mordidas de rato.
• Trilho de ferramentas: 3–5 mm de largura para transferência e posicionamento em esteira transportadora.
• Marca FiducialPelo menos 2 a 3 marcadores fiduciais globais; marcadores fiduciais locais para dispositivos de passo fino, como BGA e QFN.
• Poka-YokeCertifique-se de que os conectores tenham uma orientação única para evitar a inserção incorreta.

5.1 Integridade do Sinal (IS)

Os problemas de SI incluem Reflexão, Interrogatório, Ultrapassagem, Subestimação, e Desvio de tempoAlta velocidade projeto de PCB pode usar simulação de pré-layout e verificação pós-layout para avaliar o diagrama do olho.

• Adaptação de impedânciaTerminação em série da fonte, terminação em paralelo ou terminação CA.
• Correspondência de comprimentoRoteamento serpentino para grupos de dados/endereços DDR e pares diferenciais.
• Supressão de interferênciaRegra 3W (espaçamento ≥3× largura da trilha); adicione trilhas de guarda para sinais críticos.
• Retornar viaAdicionar vias de interconexão próximas às transições de camadas para reduzir a indutância do circuito.

5.2 Integridade de Energia (PI)

Os problemas de PI incluem Ruído de potência, Queda de tensão, e Salto no chãoUm design bem elaborado Rede de Distribuição de Energia (PDN) É fundamental para o funcionamento estável.

• Capacitor de desacoplamentoColoque capacitores de 0,1 µF + 10 µF próximos a cada pino de alimentação; use capacitores de baixa ESL para desacoplamento de alta frequência.
• Divisão do plano de potênciaSeparar os planos de alimentação analógicos e digitais; evitar cruzamentos com sinais de alta velocidade.
• Caminho de baixa impedânciaPlanos de alimentação e terra adjacentes criam capacitância planar; mantenha um dielétrico fino entre as camadas de alimentação e terra.
• Via ContagemVias paralelas múltiplas para caminhos de alta corrente; use vias preenchidas com cobre para vias de alta corrente.

5.3 EMC (Compatibilidade Eletromagnética)

Coberturas EMC EMI (Interferência Eletromagnética) e EMS (Suscetibilidade Eletromagnética)Uma análise prévia de conformidade com EMC pode identificar riscos de projeto antes dos testes formais.

• Regra 20HRecuar as bordas do plano de potência em espaçamento de camada de 20× para reduzir os campos de dispersão.
• Filtragem de interfaceAdicione TVS, indutores de modo comum, núcleos de ferrite e capacitores nos conectores de E/S.
• BlindagemUtilize coberturas de proteção sobre áreas sensíveis; forneça placas de aterramento para fixação do escudo.
• Cristal e RelógioNão passe cabos por baixo dos cristais; use trilhas de guarda e mantenha as trilhas de clock curtas.

5.4 Projeto de PCB HDI

Para projetos de alta densidade, Placa de circuito impresso HDI tecnologia com microvias perfuradas a laser, vias cegas, e vias enterradas Permite formatos menores e maior densidade de roteamento. Considerações importantes:

• proporção de aspecto Microvia normalmente ≤1:1.
• Usar microvias empilhadas para transições de camadas em áreas de alta densidade.
• Laminação sequencial O processo permite múltiplas camadas de microvias.
• Via-em-pad com enchimento de cobre e planarização para fanout BGA.

6.1 Projeto BGA

O design dos pads BGA afeta diretamente o rendimento da soldagem para montagem de PCB e montagem PCBA, especialmente em aplicações BGA de passo fino.

• Diâmetro da almofada ≈0,8–0,85× diâmetro da esfera (ex.: almofada de 0,25 mm para esfera de 0,3 mm).
• A abertura da máscara de solda é 0,025 a 0,05 mm maior que a área de contato em cada lado.
• NSMD (Definido por máscara não soldada) ou SMD (Definido por Máscara de Solda); NSMD comum para BGA de passo fino.
• Vias de distribuição de 0,2 mm/0,1 mm ou menores; use Via-in-Pad com Preenchido com cobre / Preenchido com resina para evitar a dispersão da solda.
• Adicionar marcas fiduciais locais Próximo ao BGA para posicionamento preciso.

6.2 Projeto QFN

Os encapsulamentos QFN (Quad Flat No-lead) exigem um projeto cuidadoso das almofadas térmicas.

• Divida a almofada térmica em várias almofadas menores ou use uma única almofada com aberturas segmentadas para reduzir a formação de espaços vazios.
• Estenda os pinos de contato de 0,2 a 0,3 mm além da borda da embalagem para inspeção por AOI.
• Usar Tamponamento de resina ou Enchimento de cobre para vias de pads térmicos para evitar a dispersão da solda.
• Para QFN de alta potência, adicione térmica via matriz Conectando-se aos planos de cobre internos.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Microcomponentes

• Espaçamento entre pads: 0402: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Utilize aberturas de estêncil anti-esferas de solda (com entalhe ou reduzidas).
• Forneça marcas fiduciais suficientes para garantir a precisão do posicionamento.
• Considerar dispensação de cola Para montagem em ambos os lados com componentes pesados.

7.1 Projeto de Abertura do Estêncil

O desenho da abertura do estêncil determina diretamente impressão de pasta de solda A qualidade deve ser otimizada para cada placa de circuito impresso.

• Espessura do estêncilDiâmetro típico: 0,1–0,15 mm; 0,08 mm para microcomponentes; 0,2 mm para alta corrente.
• Proporção de ÁreaÁrea da abertura / área da parede da abertura > 0,66.
• Proporção da telaLargura da abertura / espessura do estêncil > 1,5.
• Aberturas Especiais: Almofada térmica QFN com múltiplas janelas pequenas; redução circular ou quadrada para BGA; aberturas com entalhe para esferas de solda em componentes de chip.
• Considerar estêncil de degraus para tamanhos de componentes mistos (por exemplo, estêncil grosso para áreas de alta corrente, estêncil fino para passo fino).

7.2 Soldagem por refluxo e por onda

• Soldagem por refluxoPara componentes SMT; requer especificações adequadas. perfil de temperatura (pré-aquecimento, imersão, refluxo, resfriamento). Use refluxo de nitrogênio Para melhor molhabilidade e menor oxidação.
• Soldagem por ondaPara componentes de montagem em furo (DIP) e processo de colagem vermelha SMT.
• Soldagem por Onda SeletivaSoldagem localizada para componentes de montagem em furo; ideal para placas com tecnologias mistas.
• Processo sem chumboPasta de solda SAC305; temperatura máxima de refluxo de 235 a 250 °C. Os acabamentos de superfície comuns incluem: HASL sem chumbo, CONCORDAR, Corpo de Bombeiros Voluntários, prata de imersão, e estanho de imersão.

7.3 Montagem Mista

Combine a soldagem por refluxo SMT com a soldagem por onda DIP ou use Pino na Pasta (PIP) para componentes de orifício passante em processo de refluxo.

8.1 Métodos de Panelização

• Corte em V (Pontuação em V)Baixo custo; para placas retangulares sem componentes nas bordas.
• Mordida de rato / Buraco de carimboPara placas irregulares ou componentes de borda; use roteamento de guias com mordidas de rato.
• Ponte + Mordida de RatoCombina resistência e facilidade de separação.

8.2 Trilho de Ferramentas e Marca Fiducial

• Largura do trilho da ferramenta: 3–5 mm.
• Marca fiducial: 1 mm de diâmetro, abertura da máscara de solda de 2 a 3 mm, acabamento em ouro ou estanho por imersão.
• Marcadores fiduciais locais para dispositivos BGA/QFN de passo fino.

8.3 Tamanho e quantidade do painel

• O tamanho do painel deve estar dentro dos limites de pick-and-place e forno de refluxo (≤400 mm × 400 mm).
• Equilibrar a eficiência e a utilização dos materiais; evitar deformações.
• Usar abas destacáveis ou slots roteados Para reduzir o estresse durante a remoção dos painéis.

9.1 Verificação Elétrica

• DRC sem erros fatais.
• Correspondência crítica de comprimento do sinal, impedância e espaçamento.
• Rede elétrica através da contagem e capacidade atual.
• Simulação de integridade de sinal Os resultados atendem aos requisitos do diagrama de olho.

9.2 Verificação DFM

• Dimensões da almofada conforme IPC-7351.
• O espaçamento entre os componentes atende aos requisitos mínimos de coleta e posicionamento.
• Barreira de máscara de solda, serigrafia, marcação de polaridade transparente.
• A abertura do estêncil corresponde à proporção da área.
• Panelização e trilho de ferramentas presente.

9.3 Verificação DFT

• Teste a cobertura de pontos em redes críticas.
• Pontos de teste desobstruídos.
• Viabilidade da instalação de TIC.

9.4 Verificação de Montagem

• Presença de trilhos de ferramentas e marcas fiduciais.
• O método de panelização é razoável.
• Distância do componente em relação ao corte em V ≥0,5 mm.

9.5 Integridade da Documentação

• Padronização da nomenclatura das camadas Gerber.
• Os números de peça da lista de materiais (BOM), embalagens e quantidades estão corretos.
• O arquivo de seleção e posicionamento corresponde à lista de materiais (BOM).
• O arquivo de estêncil corresponde ao projeto da placa de circuito impresso.

Para produtos antigos ou obsoletos placas de circuito impresso PCBA, engenharia reversa de PCBA É possível recriar esquemas, listas de materiais (BOM) e arquivos Gerber a partir de placas físicas e conectar os dados recuperados a um novo sistema. projeto de PCB e montagem PCBA fluxo de trabalho.

Nosso processo de engenharia reversa inclui:

• Inspeção por imagem e raio-X da placa mapear camadas internas.
• Identificação de componentes e extração da lista de materiais (BOM) incluindo a substituição de peças obsoletas.
• Captura esquemática a partir da reconstrução da netlist.
• recriação do layout da placa de circuito impresso Com melhorias no DFM.
• Montagem de protótipo de PCBA e testes funcionais.

Serviços adicionais de valor agregado:

• Revestimento conforme Para ambientes hostis.
• Envasamento e encapsulamento para resistência à vibração.
• Subterrâneo Para encapsulamentos BGA e CSP.
• Refazer e reparar Utilizando estação de retrabalho BGA.
• Desenvolvimento de testes funcionais para PCBA personalizado.