Beágyazott NYÁK

A beágyazott NYÁK egy olyan áramköri lap, amelynek elektronikus alkatrészei (például chipek, ellenállások és kondenzátorok) közvetlenül a belső rétegeibe vannak beágyazva, csökkentve a méretet és javítva a teljesítményt.

A beágyazott NYÁK-ok egyes alkatrészeket eltemethetnek a helyfoglalás csökkentése és a jelutak lerövidítése érdekében; a hagyományos NYÁK-okon lévő alkatrészek többnyire felületszereltek.

Alkalmas olyan helyzetekhez, ahol nagy a méret- és teljesítményigény, például okostelefonokhoz, viselhető eszközökhöz, járműradarokhoz és repülőgépipari berendezésekhez.

Követelményelemzés → kapcsolási rajz → elrendezéstervezés (beleértve a beágyazott komponenseket) → útvonaltervezés (a jel integritására összpontosítva) → tervezési szabályok ellenőrzése → panelfájl kimenet.

Vegye figyelembe a dielektromos állandót, a veszteségi tényezőt és a hőtágulási együtthatót. Nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz válasszon alacsony dielektromos állandójú és alacsony veszteségű anyagokat; nagy hőstabilitás érdekében válasszon alacsony hőtágulási együtthatójú anyagokat.

Az alkatrészek funkcionális modulokkal történő elrendezése a jelutak lerövidítése érdekében; a hőtermelő alkatrészek szétválasztása a hőelvezetés érdekében; az érzékeny alkatrészek zajforrásoktól távol tartása; a folyamat megvalósíthatóságának figyelembevétele.

Az ellenállásokat úgy állítják elő, hogy ellenállásos anyagokat adnak a dielektromos réteghez; a kondenzátorok nagy dielektromos tulajdonságú anyagokat használnak rézfóliára vagy hordozóra bevonva; az induktorok spirális tekercsekkel valósíthatók meg a rétegek között.

Biztosítsa a megbízható elektromos csatlakozásokat, vegye figyelembe a hőelvezetést, a tesztelhetőséget és a karbantarthatóságot, és kövesse a chipgyártók tervezési irányelveit.

Tervezd meg a táp- és földelési rétegeket az energiafogyasztásnak megfelelően, biztosítsd a tápsík integritását, csökkentsd a belső ellenállást és a feszültségesést, és biztosíts stabil tápellátást.

Szabályozza a nyomvonal hosszát, állítsa be a nyomvonal szélességét és távolságát ésszerűen az áthallás csökkentése érdekében, igazítsa az impedanciát a nagysebességű jelekhez, és csökkentse a parazita paraméterek hatását.

Az anyagoktól és az útvonaltervezéstől függően megfelelő tervezéssel elérheti a több Gbps-ot vagy még többet, például a csúcskategóriás kommunikációs eszközökben a 10 Gbps-ot is.

Használjon olyan képleteket, mint a mikroszalagvezeték képlete (Z0 = (87/√(εr+1,41))×ln(5,98H/(0,8W+T))) vagy a szalagvezeték képlete, vagy használjon tervezőszoftvert a számításhoz.

Befolyásolja az anyagveszteség (dielektromos/vezető veszteség), a nyomvonal hossza, a jelfrekvenciák, az átvezető furatok száma és az impedanciaeltérés.

Az analóg és digitális áramkörök elrendezésének szétválasztása, az érzékeny jelek árnyékolása, a táp- és földsíkok integritásának biztosítása, szűrőáramkörök használata és a nyomvonalak optimalizálása a hurok területének csökkentése érdekében.

Nagyobb földelési síkokat kell kialakítani, növelni a földelési átvezetők számát, lerövidíteni a földelési útvonalakat, és a frekvencia szerint egypontos/többpontos/hibrid földelést kell választani.

Elemezze a paramétereket, például a hálózati impedanciát, a feszültségesést és az árameloszlást szimulációs szoftver segítségével a hatások kiértékelése és optimalizálása érdekében.

Erős interferencia-elnyomás, a közös módú interferencia elnyomása, az átviteli sebesség és a megbízhatóság javítása, valamint a nagy sűrűségű útvonaltervezés megkönnyítése.

Tartsa be a hossz-illesztést (a különbség ≤ 10%-a az átviteli távolságnak a jel felfutási éléhez képest), az egyenletes nyomvonalszélességet és -távolságot, a szabályozási impedanciát (pl. 100Ω), és kerülje az áthallást.

Minimalizálja az átvezető furatok méretét, növelje az antipad-ot, adjon hozzá földelő átvezető furatokat, és szabályozza a képarányt (≤6).

Jelintegritási, teljesítményintegritási és EMI szimulációs elemzések elvégzése, valamint prototípusok tesztelése (pl. hálózati analizátorok és oszcilloszkópok használatával).

Az alkatrész magassága, a rétegek száma, a mechanikai szilárdság és az alkalmazási forgatókönyvek határozzák meg, például 0,5-1,5 mm mobiltelefon-NYÁK-oknál és 1,6-3,2 mm ipari berendezéseknél.

Vegye figyelembe az összeszerelést más alkatrészekkel, a mechanikai szilárdságot, a hőelvezetési teret és az alkatrész beágyazásának hatását a mechanikai teljesítményre.

Ésszerűen kell elhelyezni a hőtermelő alkatrészeket, hőelvezető csatornákat (pl. hőlyukak, rézfólia) kell hozzáadni, nagy hővezető képességű anyagokat kell választani, szükség esetén hőelvezető eszközöket kell hozzáadni, és hőszimulációval kell optimalizálni.

A gyakori módszerek közé tartozik a csavaros rögzítés, a klipszes rögzítés és a hegesztett rögzítés, amelyek alkalmasak a nagy karbantartást igénylő, a kényelmes telepítést igénylő, illetve a nagy stabilitást igénylő helyzetekre.

Növelje a mechanikai szilárdságot a deszka vastagságának növelésével vagy merevítők hozzáadásával, egyenletesen ossza el a súlyt, használjon ütéscsillapító anyagokat pufferelésre, és erősítse meg a kulcsfontosságú alkatrészeket.

Illessze a készülékházat, kerülje az éles széleket, vegye figyelembe a gyártási folyamatokat (pl. vágás, sajtolás), és tervezze meg a dugaszolható vezetőszerkezeteket.

Vigyen fel háromrétegű szigetelőfestéket, használjon vízálló csatlakozókat, végezzen tömítőkezelést, és a tervezés során kerülje a kulcsfontosságú alkatrészek víz-/porveszélyes helyekre helyezését.

A magas hőmérséklet a NYÁK-ok tágulását és az alkatrész paramétereinek eltolódását okozhatja; az alacsony hőmérséklet pedig az anyagokat rideggé teheti. Az ipari minőségű NYÁK-ok -40℃~85℃ hőmérsékleten működnek, szigorúbb katonai szintű követelményekkel.

Elemezze a deformációt és a feszültségeloszlást mechanikai feszültségszimulációval, és végezzen ütés-, rezgés- és hosszú távú öregedési vizsgálatokat.

A különböző anyagok eltérő mechanikai szilárdsággal és hőtágulási együtthatóval rendelkeznek. Például az FR-4 jó átfogó teljesítményt nyújt, de viszonylag magas hőtágulási együtthatóval rendelkezik, míg a poliimid anyagok jobb hőstabilitást és mechanikai szilárdságot kínálnak.

A beágyazott NYÁK-ok további eljárásokat igényelnek az alkatrészek beágyazásához, mint például a közbenső szerkezet gyártása és a pontosabb laminálás, magasabb fúrási és galvanizálási pontossági követelményekkel.

Beleértve a laminálást, a mikroátvezető feldolgozást (nyílás ≤50μm), az alkatrészek beágyazását és a felületkezelést (pl. aranyozás, ónszórás).

Pontos tűréshatárokat kell meghatározni a tervezés során, nagy pontosságú berendezéseket kell használni (például CNC fúrógépeket), és minden eljárás során szigorú méretellenőrzéseket és folyamatbeállításokat kell végezni.

Nyersanyagok (táblák, alkatrészek) ellenőrzése, laminálási/fúrási/galvanizálási paraméterek monitorozása, röntgen- és repülőszondás vizsgálatok használata a belső csatlakozások és az elektromos teljesítmény vizsgálatára, valamint a késztermékek teljes körű ellenőrzése.

Laminálási buborékok/rétegválás, fúrási hibás illeszkedés/egyenetlen nyílás, rossz alkatrész-csatlakozás/rövidzárlat, rossz felületkezelés, méreteltérés stb.

Optimalizálja a laminálási hőmérséklet, nyomás és idő paramétereit, kezelje elő a lapokat a nedvesség és a szennyeződések eltávolítása érdekében, és vákuumlaminálással távolítsa el a levegőt.

Nagy pontosságú fúróberendezések használatával szabályozhatja a paramétereket, mikromaratással javíthatja a rézbevonatok tapadását a furatfalakon, és metallográfiai metszetekkel ellenőrizheti a minőséget.

Alkatrészek szűrése és tesztelése beágyazás előtt, beágyazási folyamatok optimalizálása a szilárd csatlakozások biztosítása érdekében, valamint átfogó elektromos tesztek és megbízhatósági kísérletek elvégzése a gyártás után.

Befolyásolja az anyagköltség (a nagy teljesítményű anyagok drágábbak), a folyamat összetettsége (pl. mikrofuratok, alkatrész-beágyazás), a gyártási mennyiség és az ellenőrzés költsége.

Vizsgálja meg a műszaki erősségeket (berendezések, folyamatok), a minőségellenőrzési rendszereket, a gyártási eseteket, az ügyfélvéleményeket, az árajánlatokat és a szállítási határidőket.

Beleértve a vizuális ellenőrzést, elektromos tesztelést (multiméter, oszcilloszkóp, hálózati analizátor), funkcionális tesztelést, röntgenvizsgálatot, repülő szondás tesztelést stb.

Egy IKT eszköz szögágyát használva érintkezzen a tesztpontokkal, és észlelje az alkatrészek elektromos paramétereit, rövidzárlatokat, szakadásokat, paramétereltéréseket stb. A tesztpontokat a tervezés során fenn kell tartani.

Szimulálja a tényleges munkakörnyezetet, tesztelje átfogóan a funkciókat, kövesse az alapvető tesztek sorrendjét az összetett tesztekig, valamint rögzítse és elemezze az anomáliákat.

A JTAG interfész segítségével működtetheti a chip belső határletapogató celláit, érzékelheti a lábállapotokat és a chipek közötti kapcsolatokat, valamint azonosíthatja a szakadásos és rövidzárlatos hibákat.

Először figyelje meg a megjelenést (megégett alkatrészek, repedt forrasztási kötések), majd végezzen elektromos vizsgálatokat a hibatartomány szűkítéséhez, elemezze a lehetséges kapcsolatokat a kapcsolási rajz alapján, és helyettesítési módszerrel határozza meg a hibapontot.

Viszonylag magas, mivel az alkatrészek a belső rétegekben találhatók. A felső rétegek gondos eltávolítását igényli a hibahely feltárása érdekében, a karbantartás utáni integritás helyreállítása érdekében újralaminálni, és elkerülni a többi áramkörre gyakorolt ​​hatásokat.

Használjon nagy precizitású eszközöket, például mikroponthegesztő berendezéseket és precíziós csipeszt. Tervezze meg előre a karbantartási tervet, és használjon helyi fűtést a hőmérséklet szabályozására.

Villamos tesztek (jelintegritás, tápellátás integritása), funkcionális tesztek és megbízhatósági tesztek (öregedés, rezgés) elvégzése.

Teszttervek, hibadiagnózis eljárások, karbantartási üzemeltetési specifikációk és minőségellenőrzési folyamatok kidolgozása.

Tesztelő berendezések: multiméter, oszcilloszkóp, hálózati analizátor stb. Karbantartó berendezések: mikroponthegesztő berendezés, hőlégpisztoly stb.

Vegye figyelembe az ellenállás pontosságát, a teljesítményt és a hőmérsékleti együtthatót. Az ellenállásokat az áramkör követelményei alapján válassza ki.

Szűrésre, leválasztásra, energiatárolásra, jelcsatolásra stb. használják.

Az üzemi frekvencia, az induktivitás és az áramkapacitás alapján határozza meg. Teljesítményszűrés esetén vegye figyelembe a ingadozást és a terhelési áramot.

Vegye figyelembe a teljesítményt, az energiafogyasztást, a tokozás típusát, a megbízhatóságot és a gyártó támogatását.

A tervezés során egyeztetni kell az elektromos paramétereket és a fizikai méreteket. Ki kell választani a nyomtatott áramköri anyagokkal és eljárásokkal kompatibilis alkatrészeket, és szimulációs ellenőrzést kell végezni.

Passzív alkatrészek esetében a hidegforrasztás elkerülése érdekében szabályozza a hőmérsékletet és az időt. Aktív alkatrészek esetében nagy pontosságú berendezéseket (pl. reflow forrasztást) használjon a megbízható csatlakozások biztosítása és a hőkárosodás megelőzése érdekében.

Becsülje meg az élettartamot gyorsított öregedési tesztek, gyártói adatok és a tényleges meghibásodási adatok hosszú távú monitorozása segítségével.

Ellenállás: értékeltérés/szakadás. Kondenzátor: szivárgás/rövidzárlat. Induktor: induktivitásváltozás/tekercszárlat. Chip: funkcionális hiba/tűhibák.

Tárolja kategóriák szerint, nedvesség és ESD védelemmel. Tartson fenn készletnyilvántartási rendszert az információk rögzítésére, rendszeres mintavételezést és a készletszintek ésszerű szabályozását.

Növelje a nyomvonalak közötti távolságot (≥3×szélesség), használjon földszigetelést, optimalizálja az útvonaltervezést és egyezzen az impedanciára.

Parazita paramétereket kell bevezetni, amelyek magas frekvenciákon veszteséget és késleltetést okozhatnak. A 10 GHz feletti jelekhez tartozó átvezető furatok átmérője

Szereljen fel ESD-védőeszközöket (pl. TVS-diódákat), alakítson ki ESD-kisülési útvonalakat, és tartsa a kulcsfontosságú jelvezetékeket ≥2 mm távolságra a panel széleitől.

A belső forrasztási kötések röntgennel történő vizsgálatához. A kötés magasságának 0,4-0,6 mm-nek, a hézagtartalomnak ≤15%-nak kell lennie.

ENIG nagyfrekvenciás és precíziós forrasztáshoz. OSP alacsony költségért (érvényesség 6-8 hónap). Merülőón hullámforrasztáshoz.

Megfelelően helyezze el az árnyékoló burkolatokat, földelési impedanciájuk

0,3–0,5 mm átmérőjű furatok, ≤1 mm távolság, ≥100 furat/cm² a hatékony hőelvezetés érdekében.

DDR4 adatvezetékek: hossztűrés ±5mil. PCIe differenciálpárok: ±2mil.

Használjon leválasztó kondenzátorokat (0,1 μF nagyfrekvenciához, 10 μF alacsony frekvenciához). A táp- és földréteg közötti távolságot tartsa

IPC szabvány: ≤0,7% ólommentes folyamatok esetén, ≤0,5% BGA területeken.

Használjon dinamikus feszültségskálázást, kapcsolja ki az alapjáraton lévő modulokat, és válasszon alacsony IQ-jú chipeket (pl. TI MSP430 sorozat).

Csökkenti a jelveszteséget és a parazita paramétereket, növeli az útvonalsűrűséget. 20-30%-kal magasabb költség, mint az átmenő furatú viáknál.

Használjon CAM350 vagy Altium DFM eszközöket a minimális nyomvonal szélesség/távolság (≥6mil), oldalarány (≤8:1) stb. ellenőrzéséhez.

Gyakori módszerek: háromrétegű impregnálás (0,1-0,3 mm vastagság), nanobevonat (

Használjon elosztós kialakítást a BGA útvonaltervezési nyomás csökkentése érdekében. A 4 rétegű kártyák a szokásos igények 80%-át kielégítik; ≥6 réteg a nagy sebességű kialakításokhoz.

Ellenőrizze a forrasztópad tisztaságát, a forrasztópaszta vastagságát (0,12-0,15 mm) és az újraömlesztési hőmérsékletet (csúcs 235-245 ℃).

Használjon 500 V-os megohmmérőt. A szigetelési ellenállásnak ≥100 MΩ-nak kell lennie ≤60% páratartalom mellett.

Használjon lezáró ellenállásokat (pl. DDR ODT funkcióval) és impedanciacsökkentést. Biztosítsa az impedancia ingadozását

28 g réz (35 μm): ~1 A/mm vezetékszélesség. 58 g: ~1,5 A/mm (hőmérséklet-emelkedés

A fekete szín segíti a hőelvezetést, de nehezen ellenőrizhető. A zöld a leggyakoribb. A fehér magas fényvisszaverő képességgel rendelkezik (≈80%).

Tipikus átmérő: 0,4-0,8 mm. Osztás: 0,5-1,0 mm. 0,5 mm-es osztáshoz 0201-es alkatrészek szükségesek.

Használjon szimulációs szoftvert, például az ANSYS-t, a hőtágulási együttható (CTE) különbségein alapulva (pl. FR-4 15 ppm/℃, réz 17 ppm/℃).

Használjon többlépcsős szűrést (π-típusú áramkörök). A teljesítményvezetékek szélessége ≥20mil legyen az útvonal impedanciájának csökkentése érdekében.

Átmérő ≥0,6 mm, tengelytávolság ≥1,27 mm. Felületkezelés ENIG, forrasztásgátló maszk nélkül.

Egyoldali jelhurok területe

Az impedancia kiszámításához használja az SI9000-et, a szabályozási tűréshatár ±10%. Alkalmazzon lezáró illesztést és topológia optimalizálást.

Körvonal: ±0,1 mm. Lyuk átmérője: ±0,05 mm. V-vágási mélység: a deszka vastagságának 1/3-2/3-a.

Használjon földárnyékolással ellátott, hosszában illesztett kígyózó vezetékeket. Tartsa távol a nagysebességű adatvezetékektől, és kerülje a rétegek keresztezését.

Gyorsított öregedési tesztek (85℃/85% relatív páratartalom, 1000 óra) és rezgéstesztek (5-500 Hz, 2G gyorsulás) elvégzése.

A pad mérete 0,1-0,2 mm-rel nagyobb, mint az alkatrész kivezetéseké. SMD pad szélessége 1,2-1,5 × kivezetés szélesség.

Növelje a hővezető réz felületét, használjon hővezető ragasztót (≥1W/mK), és nyissa ki a hővezető nyílásokat a tápegység alkatrészei alatt.

Az IEC 61000-4-2 szabvány szerint: érintkező kisülés ±8kV, levegő kisülés ±15kV, normál működés mellett.

Tipikus vastagság 15-25 μm. Teljesen be kell fednie a rezet, hogy megakadályozza a szabadon lévő réz okozta rövidzárlatot.

Kombinálja az interaktív és az automatikus útvonaltervezést. Állítsa be az útvonaltervezési prioritásokat, a kritikus jeleket először irányítva.

Előmelegítés: 120-150℃ (60-90 s). Újraömlesztés: 217-230℃ (40-60 s). Hűtési sebesség: 3-6℃/s.

Egypontos vagy többpontos földelés. Többpontos nagyfrekvenciás áramkörökhöz (>10MHz),

Vegye figyelembe az áramkapacitást, az érintkezési ellenállást (

Forrasztási kötések vizsgálata metallográfiai metszeten (metalográfiai metszetkészítés), felületi hibák észlelése AOI-val, elemösszetétel elemzése XRF-fel.

5mil távolság, 100±10Ω impedancia,