PCBA-design börjar vanligtvis med Schematisk bildtagning, följt av PCB-placering, Routing, DRC (Design Rule Check)och DFM-kontroll, sedan matas ut Gerber-filer, NC-borrfiler, BOM (materiallista)och MonteringsritningFör komplexa konstruktioner, HDI-kretskort teknik med laserborrade mikrovias och sekventiell laminering kan krävas.

Kärnfiler för indata inkluderar:

• Nätlista
• Mekanisk ritning
• Komponentdatablad
• Dokument om processkapacitet (minsta spårbredd/avstånd, minsta hålstorlek, lödmaskens dammbredd, krav på impedanskontroll)

Kärnutdatafiler inkluderar:

• Gerber RS-274X eller ODB++
• NC-borrfil
• Pick & Place-fil
• Schablon Gerber
• Testpunktsrapport
• Monteringsritning och silkscreen-fil

2.1 Placeringsprinciper

Placering är grunden för PCBA-design och påverkar direkt Signalroutingkvalitet, Termisk prestandaoch TillverkbarhetKorrekt placering är avgörande för impedanskontrollkretskort design och digitala kretsar med hög hastighet.

• Funktionell partitioneringSeparera analoga, digitala, strömförsörjnings- och höghastighetsgränssnittsområden för att undvika störningar.
• SignalflödePlacera komponenterna i signalflödesriktningen för att minska korsnings- och looparean.
• Prioritet för kritiska komponenterPlacera MCU/FPGA/SoC, DDR, klock- och strömförsörjningsmoduler först.
• KantplaceringKontakter, knappar och lysdioder nära kortets kanter för att uppfylla mekaniska krav.
• Termisk layoutHögeffektskomponenter nära värmeavledningskanaler eller termiska dynor; lägg till termiska via-matriser under heta komponenter.

2.2 Viktiga detaljer om routing

• Spårbredd och strömkapacitet0,5 mm spårbredd på 28 g koppar bär ungefär 1 A. För högre ström, använd koppar för eller tjockare kopparvikter.
• DifferentialparUSB, HDMI, LVDS, Ethernet krävs Längdmatchning, Lika avståndoch Tät koppling att underhålla signalintegritet och minimera insättningsförlust och avkastningsförlust.
• Kontrollerad impedansHöghastighetssignaler kräver karakteristisk impedans beräknad från stack-up; vanliga värden är 50 Ω enkelsidig och 100 Ω differentiell. Den tekniska granskningen bör inkludera impedanskontroll kontroll.
• ReturvägSäkerställ ett komplett referensplan för att undvika EMI-problem med delade plan; lägg till sömnad vias nära lagerövergångar.
• ViaMinimera höghastighetsvias; använd Bakborrning eller Blinda/nedgrävda vias vid behov. För HDI-konstruktioner, använd staplade vias eller förskjutna vias med kopparfyllning.

Dålig DFM leder till Lödbryggning, Gravstening, Kalllödfogar, Komponentförskjutningoch LödbollarDFM-analys före massproduktion hjälper till att skydda utbytet vid första omgången.

3.1 Landmönsterdesign

Markmönster måste överensstämma med IPC-7351Korrekt design av dynan är avgörande för tillförlitlig PCB-montering och PCBA-montering.

• CHIP-komponenter (0402, 0603, 0805)Dynans storlek måste matcha schablonöppningen och omflödesprofilen för att undvika tombstoning.
• QFN (Quad Flat No-bly)Botten Termisk dyna bör avdelas för att minska hålrum och kalla fogar; använd lödmaskdefinierad (SMD) eller icke-lödmaskdefinierad (NSMD) kuddarna på lämpligt sätt.
• BGA (Ball Grid Array)Lödmaskens diameter är vanligtvis 80–85 % av kulans diameter; lödmaskens öppning måste vara exakt för att undvika att lödmasken hamnar på plattan. För BGA med fin stigning, använd lödmaskdamm bredd ≤0,1 mm eller eliminera dammen vid behov.
• SOT/SOP/QFPFin stigning kräver tillräcklig lödmaskdammsbredd för att förhindra bryggbildning.

3.2 Komponentavstånd och orientering

• Avståndet mellan intilliggande komponenter måste uppfylla kraven för pick-and-place-munstycke och efterbearbetning (≥0,3 mm).
• Rikta in liknande komponenter i samma riktning för enklare AOI-inspektion.
• Håll tillräckligt avstånd mellan höga och korta komponenter för att undvika skuggeffekt under omsmältningen.

3.3 Lödmask och silkscreentryck

• Lödmaskdamm bredd ≥0,1 mm för att förhindra bryggbildning.
• Silkscreen får inte överlappa dynorna; håll ett avstånd på ≥0,2 mm.
• Polaritetsmärkning, Stift 1-indikatoroch Referensbeteckning måste vara tydlig.
• Välj lödmaskens färg (grön, blå, svart, röd, vit) baserat på kundens önskemål; se till att texten är läsbar.

4.1 DFT

DFT möjliggör effektiv och kostnadseffektiv PCBA-testning och stöder utveckling av testprogram och fixturdesign.

• Flygande sondtestIngen fixtur krävs; idealisk för prototyper och små serier.
• IKT (kretsbunden testning)Kräver testpunkter och fixtur; lämplig för hög volym. Vi designar testpunktsmönster med tillräcklig täckning.
• FCT (Funktionskretstest)Verifierar PCBA:s faktiska funktionalitet.
• Gränsskanning (JTAG)Använder inbyggd chiptestlogik för att minska antalet fysiska testpunkter.

DFT-krav:

• Testpunktens diameter ≥0,8 mm, avstånd ≥1,27 mm.
• Fördela testpunkterna på ena sidan när det är möjligt.
• Håll testpunkterna fria från höga komponenter och borta från dem.
• Reservera testpunkter för kraft- och jordnät för att möjliggöra kort avstängningstest och mätning av spänning vid påslagning.

4.2 DFA

DFA fokuserar på monteringseffektivitet och felförebyggande.

• PaneliseringAnvändning V-skärning (V-skärning) eller Musbett / StämpelhålFör PCB-montering med kanthängande komponenter, använd flikrutning med musbett.
• Verktygsskena: 3–5 mm bred för transportbandsöverföring och positionering.
• FörtroendemärkeMinst 2–3 globala referenspunkter; lokala referenspunkter för fine-pitch-enheter som BGA och QFN.
• Poka-YokeSäkerställ att kontakterna har unik orientering för att förhindra omvänd isättning.

5.1 Signalintegritet (SI)

SI-problem inkluderar Reflexion, Överhörning, Skjuta över, Underskottoch TidssnedställningHög hastighet PCB-design kan använda simulering före layout och verifiering efter layout att utvärdera ögondiagram.

• ImpedansmatchningSerieterminering, parallellterminering eller växelströmsterminering, källterminering.
• LängdmatchningSerpentinrouting för DDR-data-/adressgrupper och differentialpar.
• Överhörningsundertryckning: 3W-regel (avstånd ≥3× spårbredd); lägg till skyddsspår för kritiska signaler.
• Retur viaLägg till sömvias nära lagerövergångar för att minska loopinduktansen.

5.2 Effektintegritet (PI)

PI-problem inkluderar Strömbrus, Spänningsfalloch MarkstudsEn väl utformad Kraftdistributionsnät (PDN) är avgörande för stabil drift.

• AvkopplingskondensatorPlacera 0,1 µF + 10 µF-kombinationer nära varje effektstift; använd låg-ESL-kondensatorer för högfrekvent avkoppling.
• Power Plane SplitSeparera analoga och digitala effektplan; undvik att korsa delningar med höghastighetssignaler.
• LågompedansvägIntilliggande kraft- och jordplan skapar plankapacitans; bibehåller ett tunt dielektrikum mellan kraft- och jordlagren.
• Via-räkningParallella flera vias för högströmsvägar; använd kopparfyllda vias för högströmsvias.

5.3 EMC (elektromagnetisk kompatibilitet)

EMC-skydd EMI (elektromagnetisk störning) och EMS (elektromagnetisk känslighet)En EMC-förhandsgranskning kan identifiera designrisker före formell testning.

• 20H-regelnFörsänk powerplanets kanter med 20× lageravstånd för att minska fransfält.
• GränssnittsfiltreringLägg till TVS, common mode-drosslar, ferritpärlor och kondensatorer vid I/O-kontakterna.
• SkärmningAnvänd skyddsöverdrag över känsliga områden; se till att jordningsplattor för sköldinfästning.
• Kristall & KlockaIngen routing under kristaller; använd skyddsspår och håll klockspåren korta.

5.4 HDI-kretskortsdesign

För design med hög densitet, HDI-kretskort teknik med laserborrade mikrovias, blinda viasoch nedgrävda vias möjliggör mindre formfaktorer och högre routingstäthet. Viktiga överväganden:

• Microvia-bildförhållande vanligtvis ≤1:1.
• Använda staplade mikrovias för lagerövergångar i områden med hög densitet.
• Sekventiell laminering Processen möjliggör flera mikrovia-lager.
• Via-in-pad med kopparfyllning och planarisering för BGA-fanout.

6.1 BGA-design

BGA-plattans design påverkar direkt lödutbytet för PCB-montering och PCBA-montering, särskilt i BGA-applikationer med fin pitch.

• Dynans diameter ≈0,8–0,85× kulans diameter (t.ex. 0,25 mm dyna för 0,3 mm kula).
• Lödmaskens öppning är 0,025–0,05 mm större än lödplattan per sida.
• NSMD (Definierad av icke-lödmask) eller SMD (lödmaskdefinierad); NSMD vanligt för finpitch-BGA.
• Fanout-vias 0,2 mm/0,1 mm eller mindre; använd Via-in-Pad med Kopparfylld / Hartsfylld för att förhindra lödsugning.
• Tillägga lokala referensmärken nära BGA för korrekt placering.

6.2 QFN-design

QFN-kapslar (Quad Flat No-lead) kräver noggrann design av termiska dynor.

• Dela upp termokudden i flera mindre dynor eller använd en enda dyna med segmenterade stencilöppningar för att minska porös bild.
• Dra ut stiftplattorna 0,2–0,3 mm bortom förpackningens kant för AOI-inspektion.
• Använda Hartspluggning eller Kopparfyllning för termiska pad-vias för att förhindra att lödningen sveper igenom.
• För QFN med hög effekt, lägg till termisk via-matris anslutning till interna kopparplan.

6.3 0402 / 0201 / 01005 Mikrokomponenter

• 0402 avstånd mellan dynorna: 0,4–0,5 mm; 0201: 0,25–0,3 mm; 01005: 0,15–0,2 mm.
• Använd hål för schabloner mot lödning (skårade eller reducerade).
• Tillhandahåll tillräckliga referensmarkeringar för placeringsnoggrannhet.
• Överväga limdispensering för dubbelsidig montering med tunga komponenter.

7.1 Schablonöppningsdesign

Schablonöppningens design bestämmer direkt lödpastautskrift kvalitet och bör optimeras för varje PCBA.

• Schablonens tjocklek: 0,1–0,15 mm typiskt; 0,08 mm för mikrokomponenter; 0,2 mm för hög ström.
• AreaförhållandeBländararea / bländarväggsarea > 0,66.
• BildförhållandeBländarbredd / schablontjocklek > 1,5.
• SpecialbländareQFN-termoplast med flera små fönster; BGA-cirkulär eller fyrkantig reduktion; lödsäkra öppningar med kula för chipkomponenter.
• Överväga stegschablon för blandade komponentstorlekar (t.ex. tjock schablon för områden med hög ström, tunn för findelning).

7.2 Reflow- och våglödning

• Reflow-lödningFör SMT-komponenter; kräver korrekt temperaturprofil (förvärmning, blötläggning, återflöde, kylning). Användning kväveåterflöde för förbättrad vätning och minskad oxidation.
• VåglödningFör hålmonterade komponenter (DIP) och SMT-rött lim.
• Selektiv våglödningLokal lödning för hålmonterade komponenter; idealisk för kort med blandad teknik.
• Blyfri processSAC305 lödpasta; maximal återsmältningstemperatur 235–250 °C. Vanliga ytbehandlingar inkluderar blyfri HASL, KOMMA ÖVERENS, Frivillig brandkår, nedsänkningssilveroch nedsänkningstenn.

7.3 Blandad montering

Kombinera SMT-reflow och DIP-våglödning, eller använd Fäst-i-klistra-in (PIP) för genomgående hålkomponenter i omsmältning.

8.1 Paneliseringsmetoder

• V-skärning (V-skärning)Låg kostnad; för rektangulära brädor utan kantkomponenter.
• Musbett / StämpelhålFör oregelbundna skivor eller kantkomponenter; använd flikrutning med musbett.
• Bro + MusbettKombinerar styrka och enkel separation.

8.2 Verktygsskena och referensmärke

• Verktygsskenans bredd: 3–5 mm.
• Referensmärke: 1 mm diameter, 2–3 mm lödmasköppning, guld- eller nedsänkt tennfinish.
• Lokala referenspunkter för BGA/QFN-finpitch-enheter.

8.3 Panelstorlek och antal

• Panelstorleken ligger inom gränserna för pick-and-place och reflow-ugn (≤400 mm × 400 mm).
• Balansera effektivitet och materialutnyttjande; undvik skevhet.
• Använda löstagbara flikar eller routade slots för att minska stressen under avpaneleringen.

9.1 Elektrisk kontroll

• DRC inga allvarliga fel.
• Kritisk signallängdsmatchning, impedans, avstånd.
• Nätström via antal och strömkapacitet.
• Simulering av signalintegritet Resultaten uppfyller kraven för ögondiagram.

9.2 DFM-kontroll

• Dynstorlek enligt IPC-7351.
• Komponentavståndet uppfyller minimikraven för pick-and-place.
• Lödmaskdam, silkscreen, polaritetsmärkning klar.
• Schablonöppning möter areaförhållandet.
• Panelisering och verktygsskena presentera.

9.3 DFT-kontroll

• Testpunktstäckning på kritiska nät.
• Testpunkterna är fria.
• Genomförbarhet av IKT-armaturer.

9.4 Monteringskontroll

• Verktygsskena och referensmärken finns.
• Paneliseringsmetoden är rimlig.
• Komponentavstånd från V-snitt ≥0,5 mm.

9.5 Dokumentationens fullständighet

• Standardiserad namngivning av Gerber-lager.
• BOM-artikelnummer, förpackningar och kvantiteter är korrekta.
• Pick & place-filen matchar stycklistan.
• Schablonfilen matchar kretskortsdesignen.

För äldre eller föråldrade produkter PCBA-kretskort, PCBA-omvänd ingenjörskonst kan återskapa scheman, stämpelböcker och Gerber-filer från fysiska kort och ansluta den återställda datan till en ny PCB-design och PCBA-montering arbetsflöde.

Vår omvända ingenjörsprocess inkluderar:

• Kortavbildning och röntgeninspektion att kartlägga interna lager.
• Komponentidentifiering och stycklistautvinning inklusive utbyte av föråldrade delar.
• Schematisk bildtagning från rekonstruktion av nätlistor.
• Återskapning av PCB-layout med DFM-förbättringar.
• Prototyp PCBA-montering och funktionell testning.

Ytterligare mervärdestjänster:

• Konform beläggning för tuffa miljöer.
• Ingjutning och inkapsling för vibrationstålighet.
• Underfyllning för BGA- och CSP-paket.
• Omarbetning och reparation med hjälp av BGA-omarbetningsstation.
• Utveckling av funktionella tester för anpassad PCBA.