Návrh PCBA zvyčajne začína s Schematické zachytenie, za ktorým nasleduje Umiestnenie dosky plošných spojov, Smerovanie, DRC (Kontrola pravidiel návrhu)a Kontrola DFM, potom výstupy Gerber Files, NC vŕtacie súbory, Kusovník (kusovník)a Montážny výkresPre zložité návrhy, PCB HDI technológia s laserom vŕtané mikrootvory a sekvenčná laminácia môže byť potrebné.

Základné vstupné súbory zahŕňajú:

• Zoznam sieťových údajov
• Mechanické kreslenie
• Dátový list komponentu
• Dokument o spôsobilosti procesu (minimálna šírka/rozstup stôp, minimálna veľkosť otvoru, šírka prepážky spájkovacej masky, požiadavky na riadenie impedancie)

Základné výstupné súbory zahŕňajú:

• Gerber RS-274X alebo ODB++
• NC vŕtací súbor
• Súbor Pick & Place
• Šablóna Gerber
• Správa o testovacom bode
• Montážny výkres a súbor sieťotlače

2.1 Zásady umiestňovania

Umiestnenie je základom návrhu dosiek plošných spojov a priamo ovplyvňuje... Kvalita smerovania signálu, Tepelný výkona VyrobiteľnosťSprávne umiestnenie je rozhodujúce pre PCB s plošnými spojmi na riadenie impedancie návrhy a vysokorýchlostné digitálne obvody.

• Funkčné rozdelenieOddeľte analógové, digitálne, napájacie a vysokorýchlostné rozhrania, aby sa predišlo rušeniu.
• Tok signáluUmiestnite komponenty v smere toku signálu, aby ste zmenšili plochu kríženia a slučky.
• Priorita kritického komponentuNajprv umiestnite moduly MCU/FPGA/SoC, DDR, hodinové a napájacie.
• Umiestnenie okrajaKonektory, tlačidlá a LED diódy v blízkosti okrajov dosky pre splnenie mechanických požiadaviek.
• Tepelné rozloženieVysokovýkonné komponenty v blízkosti kanálov na odvod tepla alebo tepelných podložiek; pridajte tepelné cez polia pod horúcimi súčiastkami.

2.2 Základy smerovania

• Šírka stopy a prúdová kapacitaŠírka stopy 0,5 mm na 1 oz medi prenáša približne 1 A. Pre vyšší prúd použite meď pre alebo hrubšie medené závažia.
• Diferenciálny párVyžaduje sa USB, HDMI, LVDS, Ethernet Zhoda dĺžky, Rovnaké rozstupya Tesné spojenie udržiavať integrita signálu a minimalizovať vložený útlm a strata návratnosti.
• Riadená impedanciaVysokorýchlostné signály vyžadujú charakteristickú impedanciu vypočítanú zo stohovania; bežné hodnoty sú 50 Ω pre jeden koniec a 100 Ω pre rozdiel. Technické preskúmanie by malo zahŕňať regulácia impedancie overenie.
• Spiatočná cestaZabezpečte úplnú referenčnú rovinu, aby ste predišli problémom s EMI v rozdelenej rovine; pridajte šitie priechodov blízke prechody vrstiev.
• CezMinimalizujte vysokorýchlostné prechody; použite Spätné vŕtanie alebo Slepé/zakopané priechody ak je to potrebné. Pre návrhy HDI použite stohované priechody alebo stupňovité priechody s medená výplň.

Slabý DFM vedie k Spájkovanie premostenia, Náhrobné kamene, Spájkované spoje za studena, Posun komponentua Spájkovacie guľôčkyAnalýza DFM pred hromadnou výrobou pomáha chrániť výťažnosť prvého prechodu.

3.1 Návrh pozemného vzoru

Pozemkové vzory musia byť v súlade IPC-7351Správny dizajn podložky je nevyhnutný pre spoľahlivé Montáž DPS a Montáž PCB.

• ČIP komponenty (0402, 0603, 0805)Veľkosť podložky musí zodpovedať otvoru šablóny a profilu pretavenia, aby sa predišlo vzniku náhrobkov.
• QFN (štvornásobný plochý bez vývodov)Spodná časť Tepelná podložka by mali byť rozdelené prepážkami, aby sa znížilo vyprázdňovanie a studené spoje; použitie definovaná spájkovacia maska ​​(SMD) alebo definovaná nespájkovacia maska ​​(NSMD) podložky vhodne.
• BGA (guľôčkové mriežkové pole)Priemer kontaktnej plošky je typicky 80 – 85 % priemeru guľôčky; otvor spájkovacej masky musí byť presný, aby sa zabránilo kontaktu spájkovacej masky s kontaktnou ploškou. Pre BGA s jemným rozstupom použite spájkovacia maska šírka ≤0,1 mm alebo v prípade potreby odstráňte hrádzu.
• SOT/SOP/QFPJemný rozstup vyžaduje dostatočnú šírku spájkovacej masky, aby sa zabránilo premosteniu.

3.2 Rozstup a orientácia komponentov

• Rozstupy susedných komponentov musia spĺňať požiadavky na trysku typu „pick-and-place“ a požiadavky na prepracovanie (≥0,3 mm).
• Pre jednoduchšiu kontrolu AOI zarovnajte podobné komponenty rovnakým smerom.
• Medzi vysokými a krátkymi komponentmi dodržujte dostatočnú vzdialenosť, aby ste predišli efektu tieňa počas pretavovania.

3.3 Spájkovacia maska ​​a sieťotlač

• Spájkovacia maska ​​Dam šírka ≥0,1 mm, aby sa zabránilo premosteniu.
• Sieťotlač nesmú prekrývať podložky; dodržujte medzeru ≥0,2 mm.
• Označenie polarity, Indikátor pinu 1a Referenčné označenie musí byť jasné.
• Vyberte farbu spájkovacej masky (zelená, modrá, čierna, červená, biela) podľa preferencií zákazníka; zabezpečte čitateľnosť vytlačeného popisu.

4.1 DFT

DFT umožňuje efektívne a lacné testovanie dosiek plošných spojov a podporuje vývoj testovacích programov a návrh prípravkov.

• Test lietajúcej sondyNie je potrebný žiadny upínací prípravok; ideálne pre prototypy a malé série.
• IKT (test v obvode)Vyžaduje testovacie body a upínací prípravok; vhodné pre veľké objemy. Navrhujeme vzory testovacích bodov s dostatočným krytím.
• FCT (Test funkčného obvodu)Overuje skutočnú funkčnosť dosky plošných spojov.
• Hraničné skenovanie (JTAG)Používa vstavanú logiku testovania čipov na zníženie počtu fyzických testovacích bodov.

Požiadavky na DFT:

• Priemer skúšobného bodu ≥0,8 mm, rozostup ≥1,27 mm.
• Ak je to možné, rozmiestnite testovacie body na jednu stranu.
• Udržujte meracie body voľné a mimo dosahu vysokých komponentov.
• Rezervujte testovacie body pre napájacie a uzemňovacie siete, aby ste umožnili krátky test pri vypnutí a meranie napätia pri zapnutí.

4.2 DFA

DFA sa zameriava na efektivitu montáže a prevenciu chýb.

• Panelizácie: Použite V-rezanie (V-ryhovanie) alebo Uhryznutie myšou / Diera od pečiatkyPre montáž dosky plošných spojov s komponentmi zavesenými na okraji použite smerovanie kariet s uhryznutím myšou.
• Nástrojová lištaŠírka 3–5 mm na prepravu a polohovanie dopravníkom.
• Fiduciálna značkaNajmenej 2–3 globálne referenčné značky; lokálne referenčné značky pre zariadenia s jemným roztečom, ako sú BGA a QFN.
• Poka-YokeUistite sa, že konektory majú jedinečnú orientáciu, aby sa zabránilo spätnému zasunutiu.

5.1 Integrita signálu (SI)

Medzi problémy so SI patrí Odraz, Presluchy, Prekročenie, Podkusa Časová skreslenosťVysokorýchlostný Návrh DPS môže použiť simulácia pred rozložením a overenie po rozložení vyhodnotiť očný diagram.

• Prispôsobenie impedancieSériové ukončenie zdroja, paralelné ukončenie alebo ukončenie striedavého prúdu.
• Zhoda dĺžkySerpentínové smerovanie pre skupiny dát/adres DDR a diferenciálne páry.
• Potlačenie presluchovPravidlo 3W (rozstup ≥3× šírka stopy); pridajte ochranné stopy pre kritické signály.
• Späť cezPridajte spájacie prechody v blízkosti prechodov medzi vrstvami, aby ste znížili indukčnosť slučky.

5.2 Integrita výkonu (PI)

Problémy s PI zahŕňajú Hluk pri výkone, Pokles napätiaa Odraz od zemeDobre navrhnutý Rozvodná sieť elektrickej energie (PDN) je kritický pre stabilnú prevádzku.

• Oddeľovací kondenzátorUmiestnite kombinácie 0,1 µF + 10 µF blízko každého napájacieho pinu; použite kondenzátory s nízkym ESL pre vysokofrekvenčné oddelenie.
• Rozdelenie výkonovej rovinyOddeľte analógové a digitálne napájacie roviny; vyhnite sa kríženiu rozdelení s vysokorýchlostnými signálmi.
• Cesta s nízkou impedanciouSusedné napájacie a uzemňovacie roviny vytvárajú rovinnú kapacitu; medzi napájacou a uzemňovacou vrstvou udržiavajte tenký dielektrikum.
• Počet cezParalelné viacnásobné prechody pre cesty s vysokým prúdom; použitie medené priechodky pre vysokoprúdové priechodky.

5.3 EMC (elektromagnetická kompatibilita)

Kryty EMC EMI (elektromagnetické rušenie) a EMS (elektromagnetická susceptibilita)Predbežné preskúmanie zhody s EMC môže identifikovať riziká návrhu pred formálnym testovaním.

• Pravidlo 20HZahĺbte hrany výkonnostnej roviny o 20-násobok rozostupu vrstiev, aby ste znížili okrajové polia.
• Filtrovanie rozhraniaPridajte TVS, tlmivky spoločného režimu, feritové korálky a kondenzátory na I/O konektoroch.
• Tienenie: Na citlivých miestach používajte ochranné kryty; zabezpečte uzemňovacie podložky na upevnenie štítu.
• Krištáľ a hodinyŽiadne smerovanie pod kryštálmi; použite ochranné stopy a stopy hodín udržujte krátke.

5.4 Návrh dosky plošných spojov HDI

Pre návrhy s vysokou hustotou, PCB HDI technológia s laserom vŕtané mikrootvory, slepé priechodya zakopané priechody umožňuje menšie tvarové faktory a vyššiu hustotu smerovania. Kľúčové aspekty:

• Pomer strán mikrovia typicky ≤1:1.
• Použitie naskladané mikrootvory pre prechody medzi vrstvami vo vysokohustotných oblastiach.
• Sekvenčná laminácia proces umožňuje viacero vrstiev mikrootvorov.
• Priechodka s medená výplň a planarizácia pre rozvetvenie BGA.

6.1 Návrh BGA

Dizajn BGA podložky priamo ovplyvňuje výťažnosť spájkovania. Montáž DPS a Montáž PCB, najmä v aplikáciách BGA s jemným rozstupom čiar.

• Priemer podložky ≈0,8–0,85 × priemer guľôčky (napr. podložka 0,25 mm pre guľôčku 0,3 mm).
• Otvor spájkovacej masky je o 0,025 – 0,05 mm na každej strane väčší ako kontaktná ploška.
• NSMD (Definovaná nepájkovacia maska) alebo SMD (definovaná spájkovacia maska)NSMD bežné pre jemné rozteče BGA.
• Prechodové otvory rozvetvenia 0,2 mm/0,1 mm alebo menšie; použitie Via-in Pad s Plnené meďou / Plnené živicou aby sa zabránilo úniku spájky.
• Pridať miestne referenčné značky v blízkosti BGA pre presné umiestnenie.

6.2 Návrh QFN

Puzdrá QFN (Quad Flat No-lead) vyžadujú starostlivý návrh tepelnej podložky.

• Rozdeľte tepelnú podložku na viacero menších podložiek alebo použite jednu podložku so segmentovanými otvormi šablóny, aby ste znížili dutiny.
• Pre kontrolu AOI predĺžte kontaktné plošky o 0,2 – 0,3 mm za okraj balenia.
• Použitie Živicové upchávanie alebo Medená výplň pre priechodky s tepelnou podložkou, aby sa zabránilo úniku spájky.
• Pre vysokovýkonný QFN pridajte tepelné cez pole pripojenie k vnútorným medeným rovinám.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Mikrosúčiastky

• rozstup medzi kontaktnými podložkami 0402: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Použite otvory pre šablóny s protispájkovacou guľôčkou (vrúbkované alebo zmenšené).
• Pre presné umiestnenie zabezpečte dostatočné referenčné značky.
• Zvážte dávkovanie lepidla pre obojstrannú montáž s ťažkými komponentmi.

7.1 Návrh šablóny otvoru

Návrh clony šablóny priamo určuje tlač spájkovacej pasty kvalita a mala by byť optimalizovaná pre každú dosku plošných spojov.

• Hrúbka šablóny: typicky 0,1–0,15 mm; 0,08 mm pre mikrosúčiastky; 0,2 mm pre vysoký prúd.
• Pomer plochyPlocha clony / plocha steny clony > 0,66.
• Pomer stránŠírka otvoru / hrúbka šablóny > 1,5.
• Špeciálne clonyTepelná podložka QFN s viacerými malými okienkami; kruhová alebo štvorcová redukcia BGA; otvory s guľôčkovým zárezom proti spájkovaniu pre čipové súčiastky.
• Zvážte kroková šablóna pre zmiešané veľkosti súčiastok (napr. hrubá šablóna pre oblasti s vysokým prúdom, tenká pre oblasti s jemným rozstupom).

7.2 Spájkovanie pretavovaním a vlnou

• Spájkovanie pretavovanímPre SMT súčiastky; vyžaduje správne teplotný profil (predhriatie, namáčanie, pretavenie, chladenie). Použitie pretavovanie dusíka pre lepšie zmáčanie a zníženú oxidáciu.
• Spájkovanie vlnouPre súčiastky s priechodnými otvormi (DIP) a proces červeného lepidla SMT.
• Selektívne vlnové spájkovanieLokalizované spájkovanie pre súčiastky s priechodnými otvormi; ideálne pre dosky so zmiešanou technológiou.
• Bezolovnatý procesSpájkovacia pasta SAC305; maximálna teplota pretavenia 235 – 250 °C. Medzi bežné povrchové úpravy patria bezolovnatý HASL, SÚHLASÍM, Dobrovoľný hasičský zbor, imerzné striebroa imerzný cín.

7.3 Zmiešaná montáž

Kombinujte SMT reflow a DIP vlnové spájkovanie alebo použite Pripnutie a vloženie (PIP) pre súčiastky s priechodnými otvormi pri pretavení.

8.1 Metódy panelizácie

• V-rezanie (V-ryhovanie)Nízke náklady; pre obdĺžnikové dosky bez okrajových komponentov.
• Uhryznutie myšou / Diera od pečiatkyPre nepravidelné dosky alebo hranové komponenty použite smerovanie kariet s uhryznutie myšou.
• Most + Uhryznutie myšouKombinuje pevnosť a ľahké oddelenie.

8.2 Nástrojová lišta a referenčná značka

• Šírka nástrojovej lišty: 3–5 mm.
• Referenčná značka: priemer 1 mm, otvor spájkovacej masky 2–3 mm, zlatá alebo imerzná cínová povrchová úprava.
• Lokálne referenčné značky pre BGA/QFN súčiastky s jemným rozstupom.

8.3 Veľkosť a množstvo panelov

• Veľkosť panelu v rámci limitov pre pick-and-place a pretavovaciu pec (≤400 mm × 400 mm).
• Vyvážte účinnosť a využitie materiálu; zabráňte deformácii.
• Použitie odtrhávacie úchytky alebo smerované sloty na zníženie stresu počas odstraňovania panelov.

9.1 Elektrická kontrola

• KDR žiadne závažné chyby.
• Prispôsobenie dĺžky kritického signálu, impedancia, rozostup.
• Napájacia sieť cez počet a prúdovú kapacitu.
• Simulácia integrity signálu Výsledky spĺňajú požiadavky očného diagramu.

9.2 Kontrola DFM

• Veľkosť podložky podľa IPC-7351.
• Rozstupy komponentov spĺňajú minimálne požiadavky na umiestnenie.
• Spájkovacia maska, sieťotlač, číre označenie polarity.
• Otvor šablóny spĺňa pomer plochy.
• Panelizácie a nástrojová lišta prítomný.

9.3 Kontrola DFT

• Pokrytie testovacích bodov na kritických sieťach.
• Testovacie body sú voľné.
• Realizovateľnosť IKT zariadenia.

9.4 Kontrola montáže

• Sú prítomné nástroje na koľajnici a referenčné značky.
• Metóda panelizácie je rozumná.
• Vzdialenosť komponentov od V-rezu ≥0,5 mm.

9.5 Úplnosť dokumentácie

• Štandardizované pomenovanie vrstiev Gerber.
• Čísla dielov v kusovníku, balíky a množstvá sú presné.
• Súbor Pick & Place zodpovedá kusovníku.
• Súbor šablóny zodpovedá návrhu dosky plošných spojov.

Pre staršie alebo zastarané produkty Dosky plošných spojov PCBA, Reverzné inžinierstvo PCBA dokáže znovu vytvoriť schémy, kusovník a súbory Gerber z fyzických dosiek a pripojiť obnovené dáta k novému Návrh DPS a Montáž PCB pracovný postup.

Náš proces reverzného inžinierstva zahŕňa:

• Zobrazovanie dosiek a röntgenová kontrola mapovať vnútorné vrstvy.
• Identifikácia komponentov a extrakcia kusovníka vrátane výmeny zastaraných dielov.
• Schematické zachytenie z rekonštrukcie netlistu.
• Rekonštrukcia rozloženia plošných spojov s vylepšeniami DFM.
• Prototypová zostava PCBA a funkčné testovanie.

Ďalšie služby s pridanou hodnotou:

• Konformný náter pre náročné prostredie.
• Zalievanie a zapuzdrovanie pre odolnosť voči vibráciám.
• Nedostatočné naplnenie pre puzdrá BGA a CSP.
• Prepracovanie a oprava pomocou prepracovacej stanice BGA.
• Vývoj funkčných testov pre zákazkovú dosku plošných spojov.