Дизајн PCBA обично почиње са Шематско снимање, након чега следи Постављање штампаних плоча, Рутирање, DRC (Провера правила дизајна)и Провера ДФМ-а, затим излази Гербер фајлови, НЦ датотеке за бушење, BOM (Списак материјала)и Склопни цртежЗа сложене дизајне, ХДИ ПЦБ технологија са ласерски бушене микроотворе и секвенцијална ламинација може бити потребно.

Основне улазне датотеке укључују:

• Нетлист
• Машинско цртање
• Технички лист компоненти
• Документ о могућностима процеса (минимална ширина/размак трага, минимална величина отвора, ширина брана маске за лемљење, захтеви за контролу импедансе)

Основне излазне датотеке укључују:

• Гербер РС-274X или ОДБ++
• НЦ датотека за бушење
• Изабери и постави датотеку
• Шаблон Гербер
• Извештај о тестној тачки
• Склопни цртеж и датотека за ситопечат

2.1 Принципи пласмана

Постављање је основа PCBA дизајна и директно утиче на Квалитет усмеравања сигнала, Термичке перформансеи ПроизводљивостПравилно постављање је кључно за Штампана плоча за контролу импедансе дизајни и дигитална кола велике брзине.

• Функционално партиционисањеОдвојите аналогне, дигиталне, енергетске и брзе интерфејсе како бисте избегли сметње.
• Ток сигналаПоставите компоненте у смеру тока сигнала да бисте смањили површину укрштања и петљи.
• Приоритет критичне компонентеПрво поставите MCU/FPGA/SoC, DDR, такт и модуле напајања.
• Постављање ивицаКонектори, дугмад и ЛЕД диоде близу ивица плоче ради испуњавања механичких захтева.
• Термални распоредКомпоненте велике снаге у близини канала за одвођење топлоте или термалних јастучића; додајте термални преко низова испод врућих компоненти.

2.2 Основе рутирања

• Ширина трага и струјни капацитетШирина трага од 0,5 мм на 29 грама бакра носи приближно 1 А. За већу струју, користите бакар за или дебље бакарне тегове.
• Диференцијални парПотребни су USB, HDMI, LVDS, Ethernet Усклађивање дужине, Једнаки размаки Чврста спојница одржавати интегритет сигнала и минимизирати губитак уметања и губитак повратка.
• Контролисана импедансаЗа сигнале велике брзине потребна је карактеристична импеданса израчуната из слагања; уобичајене вредности су 50 Ω једнострано и 100 Ω диференцијално. Инжењерски преглед треба да укључи контрола импедансе верификација.
• Повратни путОбезбедите потпуну референтну раван како бисте избегли проблеме са електромагнетним сметњама у подељеној равни; додајте спајање пролаза прелази близу слојева.
• ПрекоМинимизирајте брзе пролазе; користите Повратно бушење или Слепи/закопани пролази када је потребно. За HDI дизајне, користите наслагани пролази или степенасто распоређени пролази са бакарно пуњење.

Лош DFM доводи до Лемно премошћавање, Надгробни споменик, Спојеви хладним лемљењем, Померање компонентеи Лемне куглицеDFM анализа пре масовне производње помаже у заштити приноса првог пролаза.

3.1 Дизајн земљишног обрасца

Обрасци земљишта морају бити у складу са IPC-7351Правилан дизајн јастучића је неопходан за поуздано Склапање штампаних плоча и Склапање штампаних плоча (PCBA).

• ЧИП компоненте (0402, 0603, 0805)Величина подлоге мора да одговара отвору шаблона и профилу рефлоуа како би се избегло стварање надгробних плоча.
• QFN (Четвороструки равни без прикључака)Дно Термална подлога треба да буду преграђени како би се смањило празнињење и хладни спојеви; користите дефинисана маска за лемљење (SMD) или дефинисана маска без лемљења (NSMD) јастучићи на одговарајући начин.
• BGA (низ кугличасте мреже)Пречник контактне површине је обично 80–85% пречника кугле; отварање маске за лемљење мора бити прецизно како би се избегло да маска за лемљење дође на контактну површину. За BGA са финим кораком, користите брана за маску за лемљење ширина ≤0,1 мм или уклонити брану ако је потребно.
• СОТ/СОП/КФПФини корак захтева одговарајућу ширину бране маске за лемљење како би се спречило премошћавање.

3.2 Размак и оријентација компоненти

• Размак између суседних компоненти мора да испуњава захтеве за млазницу за хватање и постављање и захтеве за поновну обраду (≥0,3 мм).
• Поравнајте сличне компоненте у истом смеру ради лакшег AOI прегледа.
• Држите довољно растојање између високих и кратких компоненти како бисте избегли ефекат сенке током рефлоуовања.

3.3 Маска за лемљење и ситоштампа

• Брана маске за лемљење ширина ≥0,1 мм да би се спречило премошћавање.
• Ситопечат Не смеју се преклапати са плочицама; одржавајте размак од ≥0,2 мм.
• Означавање поларитета, Индикатор пина 1и Означивач референце мора бити јасно.
• Изаберите боју маске за лемљење (зелена, плава, црна, црвена, бела) на основу жеља купца; осигурајте читљивост штампаних легенди.

4.1 ДФТ

DFT омогућава ефикасно, јефтино тестирање штампаних плоча (PCBA) и подржава развој програма тестирања и дизајн уређаја.

• Тест летеће сондеНије потребна фиксна опрема; идеално за прототипове и мале серије.
• ИКТ (тест у колу)Потребни су мерни прикључци и причвршћивач; погодно за велике количине. Ми пројектујемо обрасци тестних тачака са адекватним покрићем.
• FCT (Тест функционалног кола): Проверава стварну функционалност PCBA плоче.
• Гранично скенирање (JTAG)Користи уграђену логику тестирања чипа како би се смањио број физичких тачака тестирања.

Захтеви за ДФТ:

• Пречник мерне тачке ≥0,8 mm, размак ≥1,27 mm.
• Распоредите тестне тачке на једној страни кад год је то могуће.
• Држите мерне тачке слободним и даље од високих компоненти.
• Резервишите тестне тачке за мреже за напајање и уземљење како бисте омогућили кратки тест искључења струје и мерење напона при укључивању.

4.2 ДФА

DFA се фокусира на ефикасност монтаже и спречавање грешака.

• ПанелизацијаКористите V-рез (V-бодовање) или Ујед миша / Рупа од печатаЗа склапање штампане плоче са компонентама које висе на ивицама, користите усмеравање табулатора са уједима миша.
• Шина за алатеШирина 3–5 мм за пренос и позиционирање транспортера.
• Фидуцијални знакНајмање 2–3 глобалне фидуцијале; локалне фидуцијале за уређаје са финим кораком као што су BGA и QFN.
• Пока-ЈокУверите се да конектори имају јединствену оријентацију како бисте спречили обрнуто уметање.

5.1 Интегритет сигнала (SI)

Проблеми са СИ укључују Одраз, Преслушавање, Прекорачење, Подбацивањеи Временска искошеностВелика брзина Дизајн штампаних плоча може користити симулација пре распореда и верификација након распореда да процени дијаграм ока.

• Усклађивање импедансе: Серијско завршетак извора, паралелно завршетак или завршетак наизменичне струје.
• Усклађивање дужинеСерпентино рутирање за DDR групе података/адреса и диференцијалне парове.
• Супресија преслушавања: 3W правило (размак ≥3× ширина трага); додајте заштитне трагове за критичне сигнале.
• Повратак прекоДодајте спојне отворе близу прелаза слојева да бисте смањили индуктивност петље.

5.2 Интегритет снаге (PI)

Проблеми са ПИ укључују Шум снаге, Пад напонаи Одскок од тлаДобро осмишљен Дистрибутивна мрежа (PDN) је критичан за стабилан рад.

• Разводни кондензаторПоставите комбинације од 0,1 µF + 10 µF близу сваког пина за напајање; користите кондензатори са ниским ESL-ом за високофреквентно раздвајање.
• Подела енергетске равниОдвојите аналогне и дигиталне равни напајања; избегавајте укрштање подељених линија са сигналима велике брзине.
• Пут ниске импедансеСуседне равни напајања и уземљења стварају раванску капацитивност; одржавајте танак диелектрик између слојева напајања и уземљења.
• Бројач путемПаралелни вишеструки пролази за путање високе струје; употреба пролази испуњени бакром за пролазе велике струје.

5.3 ЕМЦ (Електромагнетна компатибилност)

EMC покрива EMI (електромагнетне сметње) и EMS (Електромагнетна осетљивост)Преглед усклађености са EMC стандардима може идентификовати ризике дизајна пре формалног тестирања.

• Правило 20ХУдубите ивице енергетске равни за размак слојева од 20× да бисте смањили поља ресица.
• Филтрирање интерфејсаДодајте ТВС, пригушнице заједничког режима, феритне перле и кондензаторе на И/О конекторима.
• ЗаштитаКористите заштитне поклопце преко осетљивих подручја; обезбедите уземљивачи за причвршћивање штита.
• Кристал и сатНема рутирања испод кристала; користите заштитне трагове и држите трагове такта кратким.

5.4 HDI дизајн штампаних плоча

За дизајне високе густине, ХДИ ПЦБ технологија са ласерски бушене микроотворе, слепи отвории закопани пролази омогућава мање форм факторе и већу густину рутирања. Кључна разматрања:

• Однос ширине и висине микровија типично ≤1:1.
• Користите наслагане микропровлаке за прелазе слојева у подручјима високе густине.
• Секвенцијална ламинација Процес омогућава више слојева микровија.
• Via-in pad са бакарно пуњење и планаризација за БГА расветљавање.

6.1 BGA дизајн

Дизајн BGA подлоге директно утиче на принос лемљења Склапање штампаних плоча и Склапање штампаних плоча (PCBA), посебно у BGA апликацијама са финим кораком.

• Пречник подлоге ≈0,8–0,85 × пречник кугле (нпр. подлога од 0,25 mm за куглу од 0,3 mm).
• Отвор маске за лемљење већи од контактне површине за 0,025–0,05 мм са сваке стране.
• NSMD (Дефинисана маска без лемљења) или SMD (дефинисана маска за лемљење)NSMD уобичајен за BGA са финим кораком.
• Пролазне цеви за расветљавање 0,2 мм/0,1 мм или мање; користите Via-in-Pad са Пуњено бакром / Пуњено смолом да би се спречило цурење лема.
• Додај локалне фидуцијалне ознаке близу БГА за прецизно постављање.

6.2 QFN дизајн

QFN (Quad Flat No-lead) кућишта захтевају пажљив дизајн термалних јастучића.

• Поделите термалну подлогу на више мањих подлога или користите једну подлогу са сегментираним отворима шаблона да бисте смањили стварање шупљина.
• Продужите игличасте плочице 0,2–0,3 мм преко ивице паковања за AOI инспекцију.
• Користите Затварање смолом или Бакарно пуњење за термалне јастучиће како би се спречило цурење лема.
• За QFN велике снаге, додајте термички преко низа повезивање са унутрашњим бакарним равнима.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Микро компоненте

• Размак између плочица 0402: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Користите отворе за шаблоне са куглицама против лемљења (зарезне или смањене).
• Обезбедите довољно референтних ознака за тачност постављања.
• Размотрите дозирање лепка за двострану монтажу са тешким компонентама.

7.1 Дизајн отвора помоћу шаблона

Дизајн отвора шаблона директно одређује штампање пасте за лемљење квалитет и требало би да буде оптимизован за сваку PCBA плочу.

• Дебљина шаблона: 0,1–0,15 mm типично; 0,08 mm за микрокомпоненте; 0,2 mm за велику струју.
• Однос површинеПовршина отвора бленде / површина зида отвора бленде > 0,66.
• Однос ширине и висинеШирина отвора / дебљина шаблона > 1,5.
• Специјални отвори блендеQFN термална подлога са више малих прозора; кружно или квадратно смањење BGA конектора; отвори са кугличним зарезима за чип компоненте отпорни на лемљење.
• Размотрите шаблон за кораке за мешовите величине компоненти (нпр. дебели шаблон за подручја са високом струјом, танак за фини корак).

7.2 Лемљење рефлоуом и таласним лемљењем

• Лемљење рефлоуомЗа SMT компоненте; захтева одговарајуће температурни профил (предгревање, намакање, рефлукс, хлађење). Употреба прелив азота за побољшано влажење и смањену оксидацију.
• Лемљење таласомЗа компоненте са пролазним отворима (DIP) и SMT поступак црвеног лепљења.
• Селективно таласно лемљењеЛокализовано лемљење за компоненте кроз рупу; идеално за плоче мешовите технологије.
• Безоловни процесSAC305 паста за лемљење; максимална температура рефлукса 235–250 °C. Уобичајене површинске обраде укључују безоловни HASL, СЛАЖЕМ СЕ, Добровољна ватрогасна јединица, сребро за урањањеи калај за урањање.

7.3 Мешовита монтажа

Комбинујте SMT рефлов и DIP таласно лемљење или користите Закачи и налепи (PIP) за компоненте кроз рупу у рефлуксу.

8.1 Методе панелизације

• V-рез (V-бодовање)Ниска цена; за правоугаоне плоче без ивичних компоненти.
• Ујед миша / Рупа од печатаЗа неправилне даске или ивично делове; користите усмеравање табулатора са уједи миша.
• Мост + Ујед мишаКомбинује снагу и лакоћу одвајања.

8.2 Шина за алате и референтна ознака

• Ширина шине за алате: 3–5 mm.
• Фидуцијална ознака: пречник 1 mm, отвор маске за лемљење 2–3 mm, завршна обрада од злата или калаја у урањању.
• Локални фидуцијали за BGA/QFN уређаје са финим кораком.

8.3 Величина и количина панела

• Величина панела унутар ограничења за систем „pick-and-place“ и пећ за рефлов (≤400 mm × 400 mm).
• Уравнотежите ефикасност и искоришћење материјала; избегавајте савијање.
• Користите одвојиви језичци или усмерени слотови да би се смањио стрес током депанелирања.

9.1 Електрична провера

• ДРЦ нема фаталних грешака.
• Критично усклађивање дужине сигнала, импеданса, размак.
• Мрежа снаге преко бројача и струјног капацитета.
• Симулација интегритета сигнала Резултати испуњавају захтеве дијаграма ока.

9.2 Провера ДФМ-а

• Величина подлоге према IPC-7351.
• Размак између компоненти испуњава минималне захтеве за избор и постављање.
• Преграда за маску за лемљење, ситотисак, јасно обележавање поларитета.
• Отвор бленде шаблона испуњава однос површине.
• Панелизација и шина за алате садашњост.

9.3 Провера ДФТ-а

• Покривеност тестних тачака на критичним мрежама.
• Тестне тачке неометане.
• Изводљивост ИКТ уређаја.

9.4 Провера склопа

• Присутне су шина за алате и референтне ознаке.
• Метод панелизације је разуман.
• Удаљеност компоненте од V-реза ≥0,5 mm.

9.5 Комплетност документације

• Стандардизовано именовање Герберових слојева.
• Бројеви делова у BOM листи, пакети, количине тачни.
• Датотека за избор и постављање одговара BOM-у.
• Датотека шаблона одговара дизајну ПЦБ-а.

За застареле или застареле производе ПЦБА плоче, PCBA реверзни инжењеринг може поново креирати шеме, BOM и Gerber датотеке са физичких плоча и повезати опорављене податке са новим Дизајн штампаних плоча и Склапање штампаних плоча (PCBA) ток рада.

Наш процес реверзног инжењеринга укључује:

• Снимање плоча и рендгенски преглед да мапира унутрашње слојеве.
• Идентификација компоненти и екстракција BOM-а укључујући и замену застарелих делова.
• Шематско снимање из реконструкције нетлисте.
• Рекреација распореда штампане плоче са побољшањима DFM-а.
• Прототип склопа штампане плоче (PCBA) и функционално тестирање.

Додатне услуге са додатом вредношћу:

• Конформни премаз за сурове услове.
• Заливање и капсулирање за отпорност на вибрације.
• Недовољно попуњавање за BGA и CSP пакете.
• Прерада и поправка коришћењем БГА станице за прераду.
• Развој функционалних тестова за прилагођену ПЦБА.