Daxili PCB

Daxili PCB, daxili təbəqələrinə birbaşa yerləşdirilmiş, ölçüsünü azaldan və performansını artıran elektron komponentləri (məsələn, çiplər, rezistorlar və kondensatorlar) olan bir dövrə lövhəsidir.

Daxili PCB-lər yer tutmasını azaltmaq və siqnal yollarını qısaltmaq üçün bəzi komponentləri basdıra bilər; adi PCB-lərdəki komponentlər əsasən səthə quraşdırılır.

Smartfonlar, geyilə bilən cihazlar, nəqliyyat vasitələrinin radarları və aerokosmik avadanlıqlar kimi ölçü və performans üçün yüksək tələblər olan ssenarilər üçün uyğundur.

Tələb təhlili → sxematik dizayn → plan planlaşdırması (daxili komponentlər daxil olmaqla) → marşrutlaşdırma dizaynı (siqnal bütövlüyünə diqqət yetirin) → dizayn qaydasının yoxlanılması → lövhə faylının çıxışı.

Dielektrik sabitliyini, itki faktorunu və istilik genişlənmə əmsalını nəzərə alın. Yüksək tezlikli tətbiqlər üçün aşağı dielektrik sabitliyi və aşağı itkili materialları seçin; yüksək istilik stabilliyi üçün aşağı istilik genişlənmə əmsallarına malik materialları seçin.

Siqnal yollarını qısaltmaq üçün komponentləri funksional modullar vasitəsilə yerləşdirin; istilik yayılması üçün istilik yaradan komponentləri dağıdın; həssas komponentləri səs-küy mənbələrindən uzaqda yerləşdirin; prosesin mümkünlüyünü nəzərdən keçirin.

Rezistorlar dielektrik təbəqəyə rezistiv materiallar əlavə etməklə hazırlanır; kondensatorlar mis folqa və ya substratlar üzərində örtülmüş yüksək dielektrik materiallardan istifadə edir; induktorlar təbəqələr arasındakı spiral rulonlar vasitəsilə həyata keçirilir.

Etibarlı elektrik bağlantılarını təmin edin, istilik yayılmasını, sınaqdan keçirilə bilməsini və texniki xidmət göstərilə bilməsini nəzərə alın və çip istehsalçılarının dizayn qaydalarına əməl edin.

Enerji istehlakına uyğun olaraq enerji və torpaq təbəqələrini planlaşdırın, enerji müstəvisinin bütövlüyünü təmin edin, daxili müqaviməti və gərginlik düşməsini azaldın və sabit enerji təchizatı təmin edin.

İz uzunluğunu idarə edin, çarpaz danışığı azaltmaq, yüksək sürətli siqnallar üçün impedansı uyğunlaşdırmaq və parazit parametrlərinin təsirini azaltmaq üçün iz genişliyini və məsafəni ağlabatan şəkildə təyin edin.

Materiallardan və marşrutlaşdırma dizaynından asılı olaraq, düzgün dizaynla, məsələn, yüksək səviyyəli rabitə cihazlarında 10 Gbit/s-dən çox sürətə çata bilər.

Mikrozolaq xətti düsturu (Z0 = (87/√(εr+1.41))×ln(5.98H/(0.8W+T))) və ya zolaq xətti düsturları kimi düsturlardan istifadə edin və ya hesablama üçün dizayn proqram təminatından istifadə edin.

Material itkisi (dielektrik/keçirici itkisi), iz uzunluğu, siqnal tezliyi, viaların sayı və impedans uyğunsuzluğundan təsirlənir.

Analoq və rəqəmsal dövrə düzülüşlərini ayırın, həssas siqnalları qoruyun, güc və torpaqlama müstəvilərinin bütövlüyünü təmin edin, filtr dövrələrindən istifadə edin və dövrə sahəsini azaltmaq üçün izləri optimallaşdırın.

Böyük torpaqlama müstəviləri qurun, torpaqlama keçidlərini artırın, torpaqlama yollarını qısaldın və tezliyə görə tək nöqtəli/çoxnöqtəli/hibrid torpaqlama seçin.

Təsirləri qiymətləndirmək və optimallaşdırmaq üçün simulyasiya proqram təminatı vasitəsilə elektrik şəbəkəsinin impedansı, gərginlik düşməsi və cərəyan paylanması kimi parametrləri təhlil edin.

Güclü müdaxilə əleyhinə qabiliyyət, ümumi rejim müdaxiləsini yatırır, ötürmə sürətini və etibarlılığını artırır və yüksək sıxlıqlı marşrutlaşdırmanı asanlaşdırır.

Uzunluq uyğunluğunu (siqnalın qalxma kənarına uyğun ötürmə məsafəsinin ≤ 10%-i fərqi), vahid iz genişliyini və aralığını qoruyun, impedansı idarə edin (məsələn, 100Ω) və çarpaz danışıqlardan qaçının.

Ölçüləri kiçildin, anti-pad-i artırın, ətrafa topraklama viaları əlavə edin və aspekt nisbətini (≤6) idarə edin.

Siqnal bütövlüyü, güc bütövlüyü və EMI simulyasiya təhlillərini aparın və prototipləri sınaqdan keçirin (məsələn, şəbəkə analizatorları və osiloskoplardan istifadə etməklə).

Komponent hündürlüyü, təbəqələrin sayı, mexaniki möhkəmlik və tətbiq ssenariləri ilə müəyyən edilir, məsələn, mobil telefon PCB-ləri üçün 0,5-1,5 mm və sənaye avadanlıqları üçün 1,6-3,2 mm.

Digər komponentlərlə birlikdə yığılmanı, mexaniki möhkəmliyi, istilik yayma sahəsini və komponentlərin yerləşdirilməsinin mexaniki performansa təsirini nəzərə alın.

İstilik yaradan komponentləri ağlabatan şəkildə yerləşdirin, istilik yayma kanalları (məsələn, istilik dəlikləri, mis folqa) əlavə edin, yüksək istilik keçiriciliyi olan materialları seçin, zəruri hallarda istilik yayma cihazları əlavə edin və istilik simulyasiyası vasitəsilə optimallaşdırın.

Ümumi üsullara vintlə bərkitmə, sıxacla bərkitmə və qaynaqla bərkitmə daxildir ki, bu da müvafiq olaraq yüksək texniki xidmət, rahat quraşdırma və yüksək sabitlik tələb edən ssenarilər üçün uyğundur.

Lövhənin qalınlığını artırmaqla və ya sərtləşdiricilər əlavə etməklə mexaniki möhkəmliyi artırın, çəkini bərabər paylayın, tamponlama üçün zərbəni udma materiallarından istifadə edin və əsas komponentləri gücləndirin.

Cihazın korpusunu uyğunlaşdırın, iti kənarlardan çəkinin, istehsal proseslərini (məsələn, kəsmə, ştamplama) nəzərə alın və qoşulma istiqamətləndirici konstruksiyalar dizayn edin.

Üçqat davamlı boya çəkin, suya davamlı birləşdiricilərdən istifadə edin, möhürləmə işləri aparın və düzülüş zamanı əsas komponentləri suya/toza meylli ərazilərə yerləşdirməkdən çəkinin.

Yüksək temperatur lövhənin genişlənməsinə və komponent parametrlərinin sürüşməsinə səbəb ola bilər; aşağı temperatur materialları kövrək edə bilər. Sənaye səviyyəli PCB-lər -40℃ ~ 85℃ temperaturda işləyir və daha sərt hərbi dərəcəli tələblər irəli sürür.

Mexaniki gərginlik simulyasiyası vasitəsilə deformasiya və gərginlik paylanmasını təhlil edin və zərbə, vibrasiya testləri və uzunmüddətli yaşlanma testləri aparın.

Müxtəlif materiallar fərqli mexaniki möhkəmliklərə və istilik genişlənmə əmsallarına malikdir. Məsələn, FR-4 yaxşı hərtərəfli performansa malikdir, lakin nisbətən yüksək istilik genişlənmə əmsalına malikdir, poliimid materiallar isə daha yaxşı istilik sabitliyi və mexaniki möhkəmlik təklif edir.

Yerləşdirilmiş PCB-lər, qazma və örtmə dəqiqliyi üçün daha yüksək tələblərlə, təbəqələrarası struktur istehsalı və daha dəqiq laminasiya kimi komponentlərin yerləşdirilməsi üçün əlavə proseslər tələb edir.

Laminasiya, mikro-via emalı (diafraqma ≤50μm), komponentlərin yerləşdirilməsi və səth emalı (məsələn, qızıl örtük, qalay püskürtmə) daxildir.

Dizaynda dəqiq toleransları göstərin, yüksək dəqiqlikli avadanlıqlardan (məsələn, CNC qazma maşınları) istifadə edin və hər prosedurda ciddi ölçülü yoxlamalar və proses tənzimləmələri aparın.

Xammalı (lövhələr, komponentlər) yoxlayın, laminasiya/qazma/örtük parametrlərini izləyin, daxili əlaqələri və elektrik göstəricilərini aşkar etmək üçün rentgen və uçan zond testlərindən istifadə edin və hazır məhsulların tam yoxlanılmasını aparın.

Laminasiya qabarcıqları/delaminasiyası, qazma səhvliyi/qeyri-bərabər diyafram, zəif komponent bağlantısı/qısaqapanma, zəif səth işlənməsi, ölçülü sapma və s.

Laminasiya temperaturu, təzyiqi və vaxt parametrlərini optimallaşdırın, nəm və çirkləri təmizləmək üçün lövhələri əvvəlcədən emal edin və havanı xaric etmək üçün vakuum laminasiyasından istifadə edin.

Parametrləri idarə etmək, mis örtük yapışmasını yaxşılaşdırmaq üçün çuxur divarlarında mikro aşındırma aparmaq və metaloqrafik kəsmə yolu ilə keyfiyyəti aşkar etmək üçün yüksək dəqiqlikli qazma avadanlıqlarından istifadə edin.

Yerləşdirmədən əvvəl komponentləri yoxlayın və sınaqdan keçirin, möhkəm əlaqələri təmin etmək üçün yerləşdirmə proseslərini optimallaşdırın və istehsaldan sonra hərtərəfli elektrik sınaqları və etibarlılıq təcrübələri aparın.

Material dəyəri (yüksək performanslı materiallar daha bahalıdır), prosesin mürəkkəbliyi (məsələn, mikro-vias, komponentlərin yerləşdirilməsi), istehsal miqdarı və yoxlama xərci təsirlənir.

Texniki gücü (avadanlıqlar, proseslər), keyfiyyətə nəzarət sistemlərini, istehsal hallarını, müştəri rəylərini, qiymət təkliflərini və çatdırılma müddətlərini araşdırın.

Vizual yoxlama, elektrik sınaqları (multimetr, osiloskop, şəbəkə analizatoru), funksional sınaq, rentgen müayinəsi, uçan zond sınaqları və s. daxildir.

Test nöqtələri ilə əlaqə qurmaq və komponentlərin elektrik parametrlərini, qısaqapanmaları, açıq dövrələri, parametr sapmalarını və s. aşkar etmək üçün İKT cihazının dırnaqlarından istifadə edin. Test nöqtələri dizaynda qorunmalıdır.

Faktiki iş mühitini simulyasiya edin, funksiyaları hərtərəfli sınaqdan keçirin, əsasdan mürəkkəb testlərə qədər ardıcıllığa əməl edin və anomaliyaları qeyd edin və təhlil edin.

Çipin daxili sərhəd skan hücrələrini idarə etmək, pin vəziyyətlərini və çiplərarası əlaqələri aşkar etmək və açıq və qısaqapanma nasazlıqlarını müəyyən etmək üçün JTAG interfeysindən istifadə edin.

Əvvəlcə görünüşü (yanmış komponentlər, çatlamış lehim birləşmələri) müşahidə edin, sonra nasazlıq diapazonunu daraltmaq üçün elektrik sınaqları aparın, sxemə əsasən mümkün əlaqələri təhlil edin və nasazlıq nöqtəsini təyin etmək üçün əvəzetmə metodundan istifadə edin.

Komponentlər daxili təbəqələrdə yerləşdiyindən nisbətən yüksəkdir. Bu, nasazlıq nöqtəsini aşkar etmək üçün üst təbəqələrin diqqətlə çıxarılması, texniki xidmətdən sonra bütövlüyü bərpa etmək üçün yenidən laminasiya edilməsi və digər dövrələrə təsirlərin qarşısının alınmasını tələb edir.

Mikro nöqtəli qaynaq avadanlığı və dəqiq cımbız kimi yüksək dəqiqlikli alətlərdən istifadə edin. Təmir sxemini əvvəlcədən planlaşdırın və temperaturu idarə etmək üçün lokal isitmədən istifadə edin.

Elektrik sınaqları (siqnal bütövlüyü, güc bütövlüyü), funksional sınaqlar və etibarlılıq sınaqları (qocalma, vibrasiya) aparın.

Test planları, nasazlıq diaqnozu prosedurları, texniki xidmət əməliyyatı spesifikasiyaları və keyfiyyət yoxlama prosesləri hazırlayın.

Sınaq avadanlığı: multimetr, osiloskop, şəbəkə analizatoru və s. Texniki xidmət avadanlığı: mikro nöqtəli qaynaq avadanlığı, isti hava tabancası və s.

Müqavimət dəqiqliyini, güc reytinqini və temperatur əmsalını nəzərə alın. Rezistorları dövrə tələblərinə əsasən seçin.

Filtrləmə, ayırma, enerji saxlama, siqnal birləşdirmə və s. üçün istifadə olunur.

İşləmə tezliyinə, induktivliyə və cərəyan tutumuna əsasən təyin edin. Güc filtrasiyası üçün dalğalanma və yük cərəyanını nəzərə alın.

Performansı, enerji istehlakını, qablaşdırma növünü, etibarlılığı və istehsalçı dəstəyini nəzərə alın.

Dizayn zamanı elektrik parametrlərini və fiziki ölçüləri uyğunlaşdırın. Lövhə materialları və prosesləri ilə uyğun komponentləri seçin və simulyasiya yoxlamasını aparın.

Passiv komponentlər üçün soyuq lehimləmənin qarşısını almaq üçün temperatur və vaxtı idarə edin. Aktiv komponentlər üçün etibarlı birləşmələri təmin etmək və istilik zədələnməsinin qarşısını almaq üçün yüksək dəqiqlikli avadanlıqlardan (məsələn, təkrar axıcı lehimləmə) istifadə edin.

Sürətləndirilmiş yaşlanma testləri, istehsalçı məlumatları və faktiki nasazlıq məlumatlarının uzunmüddətli monitorinqi vasitəsilə ömrünü qiymətləndirin.

Müqavimət: dəyər sürüşməsi/açıq dövrə. Kondensator: sızma/qısaqapanma. İnduktor: induktivliyin dəyişməsi/qısaqapanma. Çip: funksional nasazlıq/pin nasazlıqları.

Rütubət və ESD qorunması ilə kateqoriyaya görə saxlayın. Məlumatı qeyd etmək, müntəzəm nümunə götürmək və ehtiyat səviyyələrini ağlabatan şəkildə idarə etmək üçün inventar sistemini saxlayın.

İz aralığını artırın (≥3×en), torpaq izolyasiyasından istifadə edin, marşrutlaşdırma topologiyasını optimallaşdırın və impedansı uyğunlaşdırın.

Yüksək tezliklərdə itkiyə və gecikməyə səbəb ola biləcək parazitar parametrlər tətbiq edin. 10 GHz-dən yuxarı siqnallar üçün Via-ların diametri

ESD mühafizə cihazları (məsələn, TVS diodları) əlavə edin, ESD boşaltma yollarını qurun və açar siqnal izlərini lövhənin kənarlarından ≥2 mm məsafədə saxlayın.

Daxili lehim birləşmələrini yoxlamaq üçün rentgen müayinəsindən istifadə edin. Birləşmə hündürlüyü 0,4-0,6 mm, boşluq nisbəti isə ≤15% olmalıdır.

Yüksək tezlikli və dəqiq lehimləmə üçün ENIG. Aşağı qiymət üçün OSP (etibarlılıq müddəti 6-8 ay). Dalğalı lehimləmə üçün immersiya qalayı.

Torpaqlama empedansı

İstilik yayılma səmərəliliyini təmin etmək üçün diametri 0,3-0,5 mm, aralıq ≤1 mm, ≥100 vias/sm².

DDR4 məlumat xətləri: uzunluq tolerantlığı ±5 mil. PCIe diferensial cütləri: ±2 mil.

Ayrıcı kondensatorlar əlavə edin (yüksək tezlik üçün 0,1μF, aşağı tezlik üçün 10μF). Güc/yer təbəqəsi arasındakı məsafəni

IPC standartı: qurğuşunsuz proseslər üçün ≤0.7%, BGA sahələrində ≤0.5%.

Dinamik gərginlik miqyasından istifadə edin, boş rejimdə modulları söndürün və aşağı IQ çiplərini seçin (məsələn, TI MSP430 seriyası).

Siqnal itkisini və parazitar parametrləri azaldın, marşrutlaşdırma sıxlığını artırın. Dəlikli keçidlərdən 20%-30% daha yüksək qiymət.

Minimum iz eni/aralığı (≥6 mil), aspekt nisbətini (≤8:1) və s. yoxlamaq üçün CAM350 və ya Altium DFM alətlərindən istifadə edin.

Ümumi üsullar: üçqat davamlı boya (0,1-0,3 mm qalınlıqda), nano örtük (

BGA yönləndirmə təzyiqini azaltmaq üçün ventilyatorlu dizayndan istifadə edin. 4 qatlı lövhələr müntəzəm ehtiyacların 80%-ni ödəyir; yüksək sürətli dizaynlar üçün ≥6 qat.

Yastığın təmizliyini, lehim pastasının qalınlığını (0,12-0,15 mm) və yenidən axma temperaturunu (pik 235-245℃) yoxlayın.

500V meqohmmetrdən istifadə edin. İzolyasiya müqaviməti ≤60% rütubətdə ≥100MΩ olmalıdır.

Terminal rezistorlarından (məsələn, DDR ODT funksiyası) və impedans daralmasından istifadə edin. İmpedans dəyişikliyinin

1 unsiya mis (35μm): ~1A/mm iz eni. 2 unsiya: ~1.5A/mm (temperatur artımı

Qara rəng istiliyin yayılmasına kömək edir, lakin yoxlamaq çətindir. Yaşıl rəng ən çox yayılmışdır. Ağ rəng yüksək əks etdiriciliyə malikdir (≈80%).

Tipik diametr: 0.4-0.8 mm. Adım: 0.5-1.0 mm. 0.5 mm addım üçün 0201 komponenti tələb olunur.

CTE fərqlərinə (məsələn, FR-4 15ppm/℃, mis 17ppm/℃) əsaslanaraq ANSYS kimi simulyasiya proqram təminatından istifadə edin.

Çoxmərhələli filtrasiyadan (π tipli dövrələr) istifadə edin. Yol impedansını azaltmaq üçün güc izləri ≥20 mil enindədir.

Diametri ≥0.6 mm, aralıq ≥1.27 mm. Səthi örtük ENIG, lehim maskası örtüyü yoxdur.

Tək uclu siqnal döngəsinin sahəsi

İmpedansı hesablamaq üçün SI9000 istifadə edin, tolerantlığı ±10% idarə edin. Terminal uyğunluğunu və topologiya optimallaşdırmasını tətbiq edin.

Kontur: ±0.1 mm. Dəliyin diametri: ±0.05 mm. V-kəsmə dərinliyi: lövhə qalınlığının 1/3-2/3 hissəsi.

Yerdən qoruyucu örtüklə birlikdə uzunluğa uyğun serpentin izlərindən istifadə edin. Yüksək sürətli məlumat xətlərindən uzaq durun və təbəqələrin kəsişməsindən çəkinin.

Sürətləndirilmiş yaşlanma testləri (85℃/85%RH, 1000h) və vibrasiya testləri (5-500Hz, 2G sürətləndirmə) aparın.

Yastığın ölçüsü komponent naqillərindən 0,1-0,2 mm böyükdür. SMD yastığının eni 1,2-1,5 × naqil eni.

İstilik mis sahəsini artırın, istilik yapışdırıcısından (≥1W/mK) istifadə edin və güc komponentlərinin altındakı istilik keçiricilərini açın.

IEC 61000-4-2 standartına uyğun olaraq: normal funksionallıqla kontakt boşalması ±8kV, hava boşalması ±15kV.

Tipik qalınlıq 15-25μm. Açıq misdən qısa qapanmaların qarşısını almaq üçün misi tamamilə örtməlidir.

İnteraktiv və avtomatik marşrutlaşdırmanı birləşdirin. Əvvəlcə vacib siqnalları marşrutlaşdırmaqla marşrutlaşdırma prioritetlərini təyin edin.

Qızdırma: 120-150℃ (60-90s). Yenidən axıdılması: 217-230℃ (40-60s). Soyutma sürəti: 3-6℃/s.

Tək nöqtəli və ya çox nöqtəli torpaqlama. Torpaqlama müqaviməti 10MHz) üçün çoxnöqtəli.

Cərəyan tutumunu, təmas müqavimətini (

Metalloqrafik kəsik (metalloqrafik kəsik) vasitəsilə lehim birləşmələrini müşahidə edin, AOI ilə səth qüsurlarını aşkar edin, XRF ilə element tərkibini təhlil edin.

Aralıq 5 mil, impedans 100±10Ω, uzunluq fərqi