Proiectarea PCBA începe de obicei cu Captură schematică, urmată de Plasarea PCB-urilor, Rutare, DRC (Verificarea regulilor de proiectare)și Verificare DFM, apoi ieșirile Fișiere Gerber, Pile de găurit NC, BOM (Lista de materiale)și Desen de asamblarePentru modele complexe, PCB HDI tehnologie cu microviauri perforate cu laser şi laminare secvențială poate fi necesar.

Fișierele de intrare principale includ:

• Listă de rețea
• Desen mecanic
• Fișă tehnică a componentelor
• Documentul de capacitate a procesului (lățimea/spațierea minimă a traseului, dimensiunea minimă a găurii, lățimea barajului măștii de lipire, cerințe de control al impedanței)

Fișierele de ieșire principale includ:

• Gerber RS-274X sau ODB++
• Pilă de găurit NC
• Fișier Pick & Place
• Șablon Gerber
• Raportul Punctului de Testare
• Desen de asamblare și fișier serigrafic

2.1 Principii de plasare

Plasarea este fundamentul proiectării PCBA și afectează direct Calitatea rutării semnalului, Performanță termicăși FabricabilitatePlasarea corectă este esențială pentru PCB de control al impedanței proiectări și circuite digitale de mare viteză.

• Partiționare funcționalăSeparați zonele de interfață analogică, digitală, de alimentare și de mare viteză pentru a evita interferențele.
• Fluxul semnaluluiPlasați componentele în direcția fluxului semnalului pentru a reduce zona de intersecție și buclă.
• Prioritatea componentei criticePlasați mai întâi modulele MCU/FPGA/SoC, DDR, ceas și putere.
• Plasarea marginilorConectori, butoane și LED-uri în apropierea marginilor plăcii pentru a îndeplini cerințele mecanice.
• Aspect termicComponente de mare putere în apropierea canalelor de disipare a căldurii sau a plăcuțelor termice; adăugați termic prin intermediul matricelor sub componentele fierbinți.

2.2 Elemente esențiale de rutare

• Lățimea traseului și capacitatea curentuluiO lățime a traseului de 0,5 mm pe o bucată de cupru de 28 g transportă aproximativ 1 A. Pentru un curent mai mare, utilizați cupru pentru sau greutăți mai groase de cupru.
• Pereche diferențialăNecesită USB, HDMI, LVDS, Ethernet Potrivirea lungimii, Spațiere egalăși Cuplare strânsă a menține integritatea semnalului și minimalizați pierdere de inserție şi pierdere de retur.
• Impedanță controlatăSemnalele de mare viteză necesită impedanță caracteristică calculată din stack-up; valorile comune sunt 50 Ω la un singur capăt și 100 Ω diferențial. Revizuirea inginerească ar trebui să includă controlul impedanței verificare.
• Calea de întoarcereAsigurați un plan de referință complet pentru a evita problemele EMI ale planului divizat; adăugați cusătură vias tranziții apropiate de straturi.
• PrinMinimizează via-urile de mare viteză; folosește Foraj posterior sau Vii oarbe/îngropate când este necesar. Pentru proiectele HDI, utilizați viale stivuite sau viae eșalonate cu umplutură de cupru.

DFM slab duce la Punte de lipire, Înmormântare, Îmbinări prin lipire la rece, Schimbare de componenteși Bile de lipireAnaliza DFM înainte de producția de masă ajută la protejarea randamentului la prima trecere.

3.1 Proiectarea modelului de teren

Modelele de teren trebuie să respecte IPC-7351Proiectarea corectă a plăcuțelor este esențială pentru o funcționare fiabilă. Asamblare PCB şi Ansamblu PCBA.

• Componente CHIP (0402, 0603, 0805)Dimensiunea plăcuței trebuie să corespundă deschiderii șablonului și profilului de reflow pentru a evita deformarea radicală a materialului.
• QFN (quad plat fără plumb)Partea de jos Pernă termică trebuie compartimentate pentru a reduce golurile și rosturile reci; utilizați mască de lipire definită (SMD) sau mască fără lipire definită (NSMD) tampoane în mod corespunzător.
• BGA (Matrice de grilă cu bile)Diametrul pad-ului este de obicei 80–85% din diametrul bilei; deschiderea măștii de lipire trebuie să fie precisă pentru a evita masca de lipire pe pad. Pentru BGA cu pas fin, utilizați baraj de mască de lipire lățime ≤0,1 mm sau eliminați barajul, dacă este necesar.
• SOT/SOP/QFPPasul fin necesită o lățime adecvată a barajului pentru mască de lipire pentru a preveni formarea de punți.

3.2 Spațierea și orientarea componentelor

• Spațierea componentelor adiacente trebuie să îndeplinească cerințele de duză pick-and-place și de refacere (≥0,3 mm).
• Aliniați componentele similare în aceeași direcție pentru o inspecție mai ușoară a zonei de interes (AOI).
• Păstrați o distanță suficientă între componentele înalte și cele scurte pentru a evita efectul de umbră în timpul refluxului.

3.3 Mască de lipire și serigrafie

• Baraj de mască de lipire lățime ≥0,1 mm pentru a preveni formarea de punți.
• Serigrafie nu trebuie să se suprapună peste plăcuțe; păstrați o distanță ≥0,2 mm.
• Marcarea polarității, Indicator pin 1și Designator de referință trebuie să fie clar.
• Alegeți culoarea măștii de lipire (verde, albastru, negru, roșu, alb) în funcție de preferințele clientului; asigurați lizibilitatea legendei imprimate.

4.1 DFT

DFT permite testarea eficientă și cu costuri reduse a PCBA și susține dezvoltarea programelor de testare și proiectarea dispozitivelor de fixare.

• Testul sondei zburătoareNu necesită fixare; ideal pentru prototipuri și loturi mici.
• ICT (Testul în Circuit)Necesită puncte de testare și fixare; potrivit pentru volume mari. Proiectăm modele de puncte de testare cu o acoperire adecvată.
• FCT (Testul Circuitului Funcțional)Verifică funcționalitatea reală a PCBA.
• Scanare de limită (JTAG)Folosește logica de testare a cipului încorporată pentru a reduce punctele de testare fizică.

Cerințe DFT:

• Diametrul punctului de testare ≥0,8 mm, distanța dintre punctele de testare ≥1,27 mm.
• Distribuiți punctele de testare pe o singură parte, atunci când este posibil.
• Păstrați punctele de testare libere și departe de componentele înalte.
• Rezervați puncte de testare pentru rețele de alimentare și de împământare pentru a permite test scurt de oprire şi măsurarea tensiunii la pornire.

4.2 DFA

DFA se concentrează pe eficiența asamblării și prevenirea erorilor.

• PanelizareUtilizare Tăiere în V (V-Scoring) sau Mușcătură de șoarece / Gaură de ștampilăPentru ansamblu PCB cu componente suspendate pe muchie, utilizați rutare filă cu mușcături de șoarece.
• Șină de scule3–5 mm lățime pentru transferul și poziționarea pe transportor.
• Marcaj fiducialCel puțin 2–3 valori de referință globale; valori de referință locale pentru dispozitive cu pas fin, cum ar fi BGA și QFN.
• Poka-YokeAsigurați-vă că conectorii au o orientare unică pentru a preveni inserarea inversă.

5.1 Integritatea semnalului (SI)

Problemele SI includ Reflecţie, Diafonie, Depășire, Subestimareși Înclinarea timpului. De mare viteză Proiectare PCB poate folosi simulare pre-layout şi verificarea post-layout a evalua diagrama ochiului.

• Potrivirea impedanțeiTerminare serie sursă, terminare paralelă sau terminare CA.
• Potrivirea lungimiiRutare serpentină pentru grupuri de date/adrese DDR și perechi diferențiale.
• Suprimarea diafonieiRegula 3W (spațiere ≥3× lățimea urmei); adăugați urme de protecție pentru semnalele critice.
• Revenire prinAdăugați via-uri de cusut în apropierea tranzițiilor straturilor pentru a reduce inductanța buclei.

5.2 Integritatea alimentării (PI)

Problemele PI includ Zgomot de putere, Cădere de tensiuneși Săritură la solUn proiect bine conceput Rețea de distribuție a energiei electrice (PDN) este esențială pentru o funcționare stabilă.

• Condensator de decuplarePlasați combinații de 0,1 µF + 10 µF lângă fiecare pin de alimentare; utilizați condensatoare ESL scăzute pentru decuplarea de înaltă frecvență.
• Împărțirea planului de putereSeparați planurile de alimentare analogice și digitale; evitați intersectarea semnalelor cu semnale de mare viteză.
• Cale de impedanță redusăPlanurile de putere și de masă adiacente creează capacitate plană; mențin un dielectric subțire între straturile de putere și de masă.
• Via CountCavete multiple paralele pentru căi de curent ridicat; utilizați viae umplute cu cupru pentru via-uri de curent mare.

5.3 EMC (Compatibilitate electromagnetică)

Acoperiri EMC EMI (Interferență electromagnetică) şi EMS (Susceptibilitate electromagnetică)O analiză prealabilă a conformității EMC poate identifica riscurile de proiectare înainte de testarea formală.

• Regula 20HReduceți marginile planului de putere cu o distanță de 20× între straturi pentru a reduce câmpurile franjurate.
• Filtrarea interfețeiAdăugați TVS, bobine de inducție în mod comun, perle de ferită și condensatoare la conectorii I/O.
• EcranareFolosiți capace de ecranare peste zonele sensibile; asigurați plăcuțe de împământare pentru atașarea scutului.
• Cristal și ceasFără rutare sub cristale; folosiți piste de gardă și păstrați pistele de ceas scurte.

Proiectare PCB 5.4 HDI

Pentru modele cu densitate mare, PCB HDI tehnologie cu microviauri perforate cu laser, vias oarbeși viae îngropate permite factori de formă mai mici și o densitate de rutare mai mare. Considerații cheie:

• Raport de aspect Microvia de obicei ≤1:1.
• Utilizare microvias stivuite pentru tranziții de straturi în zone cu densitate mare.
• Laminare secvențială Procesul permite mai multe straturi de microvia.
• Via-in-pad cu umplutură de cupru şi planarizare pentru fanout-ul BGA.

6.1 Proiectare BGA

Designul pad-urilor BGA afectează direct randamentul lipirii pentru Asamblare PCB şi Ansamblu PCBA, în special în aplicațiile BGA cu pas fin.

• Diametrul plăcuței ≈0,8–0,85× diametrul bilei (de exemplu, plăcuță de 0,25 mm pentru bilă de 0,3 mm).
• Deschiderea măștii de lipire este mai mare decât pad-ul cu 0,025–0,05 mm pe fiecare parte.
• NSMD (Mască fără lipire definită) sau SMD (Mască de lipire definită); NSMD comun pentru BGA cu pas fin.
• Fișe de distribuție tip fanout 0,2 mm/0,1 mm sau mai mici; utilizați Via-in-Pad cu Umplut cu cupru / Umplut cu rășină pentru a preveni întinderea lipiturii.
• Adăuga repere fiduciare locale aproape BGA pentru o plasare precisă.

6.2 Proiectarea QFN

Pachetele QFN (Quad Flat No-lead) necesită o proiectare atentă a plăcuței termice.

• Împărțiți tamponul termic în mai multe tamponuri mai mici sau utilizați un singur tampon cu deschideri segmentate pentru șablon pentru a reduce golirea.
• Extindeți plăcuțele cu știft cu 0,2–0,3 mm dincolo de marginea pachetului pentru inspecția AOI.
• Utilizare Obturare cu rășină sau Umplutură de cupru pentru fire de conectare cu pad termic pentru a preveni filtrarea lipiturii.
• Pentru QFN de mare putere, adăugați termic prin matrice conectarea la planuri interne de cupru.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Microcomponente

• 0402 spațiere între plăcuțe: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Folosiți deschideri pentru șablonul cu bilă anti-lipire (crestate sau reduse).
• Furnizați suficiente repere de referință pentru precizia plasării.
• Luați în considerare distribuirea lipiciului pentru asamblare pe ambele fețe cu componente grele.

Designul aperturii șablonului 7.1

Designul deschiderii șablonului determină direct imprimare cu pastă de lipit calitate și ar trebui optimizate pentru fiecare PCBA.

• Grosimea șablonului0,1–0,15 mm tipic; 0,08 mm pentru microcomponente; 0,2 mm pentru curent ridicat.
• Raportul de suprafațăAria deschiderii / aria peretelui deschiderii > 0,66.
• Raport de aspectLățimea aperturii / grosimea șablonului > 1,5.
• Aperturi specialePlacă termică QFN cu ferestre mici multiple; reducție BGA circulară sau pătrată; deschideri crestate cu bilă anti-lipire pentru componentele cipului.
• Luați în considerare șablon pas cu pas pentru dimensiuni mixte ale componentelor (de exemplu, șablon gros pentru zone cu curenți mari, subțire pentru pas fin).

7.2 Lipire prin reflow și lipire prin undă

• Lipire prin reflowPentru componente SMT; necesită o funcționare adecvată profilul de temperatură (preîncălzire, îmbibare, reflux, răcire). Utilizare refluxul de azot pentru o umectare îmbunătățită și o oxidare redusă.
• Lipire prin valPentru componente cu orificii traversante (DIP) și procese SMT cu lipici roșu.
• Lipire selectivă prin valuriLipire localizată pentru componente cu orificii străpunse; ideală pentru plăci cu tehnologie mixtă.
• Proces fără plumbPastă de lipit SAC305; temperatură maximă de reflow 235–250 °C. Finisajele de suprafață obișnuite includ HASL fără plumb, DE ACORD, Departamentul de Pompieri Voluntari, argint de imersieși cutie de imersie.

7.3 Adunare mixtă

Combinați reflow SMT și lipirea prin undă DIP sau utilizați Fixare prin lipire (PIP) pentru componente cu găuri străpunse în reflow.

8.1 Metode de panelizare

• Tăiere în V (V-Scoring)Cost redus; pentru plăci dreptunghiulare fără componente de margine.
• Mușcătură de șoarece / Gaură de ștampilăPentru plăci neregulate sau componente cu muchii; utilizați rutare filă cu mușcături de șoarece.
• Pod + Mușcătură de șoareceCombină rezistența cu ușurința de separare.

8.2 Șină de scule și marcaj de referință

• Lățimea șinei de scule: 3–5 mm.
• Marcaj fiducial: diametru 1 mm, deschidere mască de lipire de 2–3 mm, finisaj auriu sau staniu de imersie.
• Fiduciale locale pentru dispozitive BGA/QFN cu pas fin.

8.3 Dimensiunea și cantitatea panoului

• Dimensiunea panoului se încadrează în limitele cuptorului de tip pick-and-place și reflow (≤400 mm × 400 mm).
• Echilibrați eficiența și utilizarea materialelor; evitați deformarea.
• Utilizare file detașabile sau sloturi rutate pentru a reduce stresul în timpul depanalizării.

9.1 Verificare electrică

• DRC fără erori fatale.
• Potrivirea lungimii semnalului critic, impedanță, spațiere.
• Putere netă prin numărătoare și capacitate de curent.
• Simularea integrității semnalului Rezultatele îndeplinesc cerințele diagramei ochiului.

9.2 Verificarea DFM

• Dimensiunea plăcuței conform IPC-7351.
• Spațierea componentelor îndeplinește cerințele minime de preluare și plasare.
• Mască de lipire cu baraj, serigrafie, marcaj de polaritate transparent.
• Diafragma șablonului corespunde raportului dintre suprafață.
• Panelizare şi șină de scule prezent.

9.3 Verificarea DFT

• Acoperirea punctelor de testare pe rețelele critice.
• Puncte de testare neobstrucționate.
• Fezabilitatea instalațiilor ICT.

9.4 Verificarea asamblării

• Șina de scule și marcaje de reper prezente.
• Metoda de panelizare este rezonabilă.
• Distanța componentei față de tăietura în V ≥0,5 mm.

9.5 Completitudinea documentației

• Denumirea straturilor Gerber standardizată.
• Numerele de piese BOM, ambalajele și cantitățile sunt corecte.
• Fișierul Pick & Place se potrivește cu BOM-ul.
• Fișierul de șablon se potrivește cu designul PCB-ului.

Pentru produse vechi sau învechite Plăci de circuit PCBA, Inginerie inversă PCBA poate recrea scheme, BOM și fișiere Gerber de pe plăci fizice și poate conecta datele recuperate la un nou Proiectare PCB şi Ansamblu PCBA flux de lucru.

Procesul nostru de inginerie inversă include:

• Imagistica plăcii și inspecția cu raze X pentru a cartografia straturile interne.
• Identificarea componentelor și extragerea BOM-ului inclusiv înlocuirea pieselor învechite.
• Captură schematică din reconstrucția listei de rețele.
• Recreere a machetei PCB cu îmbunătățiri DFM.
• Ansamblu prototip PCBA și testarea funcțională.

Servicii suplimentare cu valoare adăugată:

• Acoperire conformă pentru medii dure.
• Încapsulare și ghiveci pentru rezistența la vibrații.
• Umplere insuficientă pentru pachete BGA și CSP.
• Reparații și recondiționări folosind o stație de reprocesare BGA.
• Dezvoltarea testelor funcționale pentru PCBA personalizat.