Innbyggður PCB

Innbyggð prentplata (PCB) er rafrásarplata með rafeindabúnaði (eins og flísum, viðnámum og þéttum) sem eru beint innbyggðir í innri lög hennar, sem minnkar stærð og bætir afköst.

Innbyggðar prentplötur geta grafið suma íhluti niður til að draga úr plássnotkun og stytta merkjaleiðir; íhlutir á venjulegum prentplötum eru að mestu leyti yfirborðsfestir.

Hentar fyrir aðstæður þar sem miklar kröfur eru gerðar um stærð og afköst, svo sem snjallsíma, klæðanlegan búnað, ratsjár fyrir ökutæki og geimferðabúnað.

Kröfugreining → rafræn hönnun → útlitsskipulagning (þar með taldar innbyggðar íhlutir) → leiðarhönnun (áhersla á merkjaheilleika) → athugun á hönnunarreglum → úttak borðskrár.

Hafið í huga rafsvörunarstuðul, tapstuðul og varmaþenslustuðul. Fyrir hátíðni notkun skal velja efni með lágan rafsvörunarstuðul og lágt tap; fyrir mikla varmastöðugleika skal velja efni með lága varmaþenslustuðla.

Raðaðu íhlutum eftir virknieiningum til að stytta merkjaleiðir; dreifa varmamyndandi íhlutum til að dreifa varma; koma viðkvæmum íhlutum fyrir frá hávaðagjöfum; íhuga hagkvæmni ferlisins.

Viðnám eru búin til með því að bæta viðnámsefnum við rafskautslagið; þéttar nota efni með mikla rafskautseiginleika sem eru húðuð á koparþynnu eða undirlag; spólur eru búnar til með spíralspólum milli laga.

Tryggið áreiðanlegar rafmagnstengingar, takið tillit til varmadreifingar, prófunarhæfni og viðhaldshæfni og fylgið hönnunarleiðbeiningum örgjörvaframleiðenda.

Skipuleggið aflgjafa og jarðlög eftir orkunotkun, tryggið heilleika aflfletisins, minnkið innri viðnám og spennufall og tryggið stöðuga aflgjafa.

Stjórnaðu lengd sporsins, stilltu breidd og bil sporsins á sanngjarnan hátt til að draga úr krossheyrslu, passa viðnám fyrir háhraða merki og draga úr áhrifum sníkjudýrabreytna.

Það getur náð nokkrum Gbps eða meira með réttri hönnun, allt eftir efni og leiðarhönnun, eins og yfir 10 Gbps í háþróuðum samskiptatækjum.

Notið formúlur eins og örræmulínuformúluna (Z0 = (87/√(εr+1,41))×ln(5,98H/(0,8W+T))) eða ræmulínuformúlur, eða notið hönnunarhugbúnað til útreikninga.

Undir áhrifum efnistaps (tap á rafskauti/leiðara), lengdar spors, tíðni merkis, fjölda gegnuma og ósamræmi í impedans.

Aðskiljið hliðrænar og stafrænar rafrásaruppsetningar, varið viðkvæm merki, tryggið heilleika afl- og jarðflata, notið síurafrásir og fínstillið slóðir til að minnka lykkjaflatarmál.

Setjið upp stórar jarðtengingarflötur, fjölgið jarðtengingargötum, styttu jarðtengingarleiðir og veljið einpunkts-/fjölpunkts-/blönduð jarðtengingu eftir tíðni.

Greinið breytur eins og impedans raforkukerfanna, spennufall og straumdreifingu með hermunarhugbúnaði til að meta áhrif og hámarka.

Sterk truflunarvörn, bælir truflanir í algengum ham, bætir sendingarhraða og áreiðanleika og auðveldar leiðsögn með mikilli þéttleika.

Viðhalda lengdarsamsvörun (mismunur ≤ 10% af sendifjarlægð sem samsvarar hækkunarbrún merkisins), samræmdri breidd og bil á milli rekja, stjórna viðnámi (t.d. 100Ω) og forðastu krossheyrslu.

Minnkaðu stærð víglínu, aukið mótstöðu gegn púðum, bættu við jarðtengingarvíum í kring og stjórnaðu hlutföllunum (≤6).

Framkvæma greiningar á merkjaheilleika, aflgjafaheilleika og rafsegulfræðilegri spennu (EMI) og prófa frumgerðir (t.d. með því að nota netgreiningartæki og sveiflusjá).

Ákvarðað af hæð íhluta, fjölda laga, vélrænum styrk og notkunarsviðum, svo sem 0,5-1,5 mm fyrir prentplötur í farsímum og 1,6-3,2 mm fyrir iðnaðarbúnað.

Hafðu í huga samsetningu með öðrum íhlutum, vélrænan styrk, rými fyrir varmaleiðni og áhrif innfellingar íhluta á vélræna afköst.

Skipuleggið íhluti sem mynda hita á skynsamlegan hátt, bætið við varmadreifingarrásum (t.d. hitagötum, koparþynnu), veljið efni með mikla varmaleiðni, bætið við varmadreifingartækjum ef nauðsyn krefur og fínstillið með varmahermun.

Algengar aðferðir eru meðal annars skrúfufesting, klemmufesting og suðufesting, sem henta fyrir aðstæður sem krefjast mikils viðhalds, auðvelda uppsetningar og mikils stöðugleika, hver um sig.

Bætið vélrænan styrk með því að auka þykkt borðsins eða bæta við styrkingarefnum, dreifið þyngdinni jafnt, notið höggdeyfandi efni til að dempa og styrkið lykilhluta.

Paraðu saman hlíf tækisins, forðist skarpar brúnir, hafðu framleiðsluferla í huga (t.d. skurð, stimplun) og hannaðu tengigrindur.

Berið á þríþætta málningu, notið vatnsheld tengi, framkvæmið þéttimeðferð og forðist að setja lykilhluti á svæði þar sem hætta er á vatni/ryki við hönnun.

Hátt hitastig getur valdið því að rafrásarkort þenst út og breytileikar íhluta breytast; lágt hitastig getur gert efni brothætt. Iðnaðargráðu rafrásarkort virka við -40℃~85℃, með strangari kröfum hernaðargráðu.

Greina aflögun og spennudreifingu með vélrænni spennuhermun og framkvæma högg-, titrings- og langtímaöldrunarprófanir.

Mismunandi efni hafa mismunandi vélrænan styrk og varmaþenslustuðla. Til dæmis hefur FR-4 góða alhliða afköst en tiltölulega háan varmaþenslustuðul, en pólýímíðefni bjóða upp á betri varmastöðugleika og vélrænan styrk.

Innbyggðar prentplötur þurfa viðbótarferla fyrir innfellingu íhluta, svo sem framleiðslu á millilögum og nákvæmari lagskipting, með hærri kröfum um nákvæmni borunar og húðunar.

Þar á meðal lagskipting, ör-vígrásarvinnsla (op ≤50μm), innfelling íhluta og yfirborðsmeðferð (t.d. gullhúðun, tinnúðun).

Tilgreinið nákvæm vikmörk í hönnun, notið nákvæman búnað (eins og CNC borvélar) og framkvæmið strangar víddarskoðanir og ferlisleiðréttingar í hverju ferli.

Skoða hráefni (plötur, íhluti), fylgjast með lagskiptum/borunum/húðunarbreytum, nota röntgengeisla og fljúgandi mælitæki til að greina innri tengingar og rafmagnsafköst og framkvæma ítarlega skoðun á fullunnum vörum.

Loftbólur/skemmdir í lagskiptingum, rangstilling/ójöfn opnun í borun, léleg tenging/skammhlaup í íhlutum, léleg yfirborðsmeðhöndlun, frávik í vídd o.s.frv.

Hámarka hitastig, þrýsting og tímabreytur lagskiptingar, formeðhöndla borð til að fjarlægja raka og óhreinindi og nota lofttæmislagskiptingu til að blása út lofti.

Notið nákvæman borbúnað til að stjórna breytum, framkvæma öretsun á holuveggjum til að bæta viðloðun koparhúðunar og greina gæði með málmfræðilegri sneiðmyndun.

Skima og prófa íhluti fyrir innfellingu, fínstilla innfellingarferli til að tryggja traustar tengingar og framkvæma ítarlegar rafmagnsprófanir og áreiðanleikatilraunir eftir framleiðslu.

Hefur áhrif á efniskostnað (háafkastamikil efni eru dýrari), flækjustig ferlisins (t.d. örgöng, innfelling íhluta), framleiðslumagn og skoðunarkostnað.

Rannsaka tæknilegan styrk (búnað, ferla), gæðaeftirlitskerfi, framleiðslutilvik, umsagnir viðskiptavina, tilboð og afhendingartíma.

Þar á meðal sjónræn skoðun, rafmagnsprófanir (fjölmælir, sveiflusjár, netgreiningartæki), virkniprófanir, röntgenskoðun, prófanir með fljúgandi mælitæki o.s.frv.

Notið naglabeð upplýsinga- og samskiptatæknitækis til að hafa samband við prófunarpunkta og greina rafmagnsbreytur íhluta, skammhlaup, opna hringrás, frávik frá breytum o.s.frv. Prófunarpunkta þarf að panta í hönnuninni.

Herma eftir raunverulegu vinnuumhverfi, prófa virkni ítarlega, fylgja röð prófana frá grunni til flókinna prófana og skrá og greina frávik.

Notaðu JTAG viðmótið til að stjórna innri jaðarskannfrumum örgjörvans, greina pinnastöðu og tengingar milli örgjörva og bera kennsl á opnum og skammhlaupsvillum.

Fyrst er hægt að skoða útlitið (brunnir íhlutir, sprungnar lóðtengingar), síðan framkvæma rafmagnsprófanir til að þrengja bilunarsviðið, greina möguleg tengsl út frá skýringarmyndinni og nota staðgönguaðferðina til að ákvarða bilunarstaðinn.

Tiltölulega hátt, þar sem íhlutir eru í innri lögum. Það krefst þess að fjarlægja efri lögin vandlega til að afhjúpa bilunarpunktinn, endurhúða til að endurheimta heilleika eftir viðhald og forðast áhrif á aðrar rafrásir.

Notið nákvæm verkfæri eins og örsuðubúnað og nákvæmar pinsettur. Skipuleggið viðhaldsáætlunina fyrirfram og notið staðbundna upphitun til að stjórna hitastigi.

Framkvæma rafmagnsprófanir (merkisheilleika, aflgjafaheilleika), virkniprófanir og áreiðanleikaprófanir (öldrun, titringur).

Þróa prófunaráætlanir, greiningarferli fyrir bilanir, forskriftir fyrir viðhald og gæðastaðfestingarferli.

Prófunarbúnaður: fjölmælir, sveiflusjár, netgreiningartæki o.s.frv. Viðhaldsbúnaður: örsuðubúnaður, heitloftsbyssa o.s.frv.

Hafðu í huga nákvæmni viðnáms, aflsgildi og hitastuðul. Veldu viðnám út frá kröfum rafrásarinnar.

Notað til síunar, aftengingar, orkugeymslu, merkjatengingar o.s.frv.

Ákvarðið út frá rekstrartíðni, spanstuðli og straumgetu. Fyrir aflsíun skal taka tillit til öldu- og álagsstraums.

Hafðu í huga afköst, orkunotkun, gerð pakka, áreiðanleika og stuðning framleiðanda.

Paraðu saman rafmagnsbreytur og efnislegar víddir við hönnun. Veldu íhluti sem eru samhæfðir efniviði og ferlum á borðinu og framkvæmdu hermunarprófun.

Fyrir óvirka íhluti skal stjórna hitastigi og tíma til að koma í veg fyrir kalda lóðun. Fyrir virka íhluti skal nota nákvæman búnað (t.d. endurlóðun) til að tryggja áreiðanlegar tengingar og koma í veg fyrir hitaskemmdir.

Metið líftíma með hraðaðri öldrunarprófun, gögnum framleiðanda og langtímaeftirliti með raunverulegum bilunargögnum.

Viðnám: gildisrek/opin hringrás. Þétti: leki/skammhlaup. Spóla: breyting á spanstuðli/skammhlaup í vafningum. Flís: virknibilun/pinnagallar.

Geymið eftir flokkum með raka- og rafstuðningsvörn. Haldið birgðakerfi til að skrá upplýsingar, framkvæma reglulega sýnatöku og hafa sanngjarnt eftirlit með birgðastöðu.

Auka bil á milli rekja (≥3×breidd), nota jarðeinangrun, fínstilla leiðarkerfi og passa viðnám.

Kynna sníkjudýrabreytur, sem hugsanlega valda tapi og töfum við háar tíðnir. Víetur fyrir merki yfir 10 GHz ættu að vera

Bætið við ESD-vörnum (t.d. TVS-díóðum), setjið upp ESD-útskriftarleiðir og haldið lykilmerkjaslóðum ≥2 mm frá brúnum borðsins.

Notið röntgenmynd til að skoða innri lóðtengingar. Hæð tenginganna ætti að vera 0,4-0,6 mm, með holrými ≤15%.

ENIG fyrir hátíðni og nákvæma lóðun. OSP fyrir lágt verð (gildistími 6-8 mánuðir). Dýfingartin fyrir bylgjulóðun.

Raðaðu skjöldum rétt með jarðtengingarviðnámi

Þvermál gegnumgangs 0,3-0,5 mm, bil ≤1 mm, ≥100 gegnum/cm² til að tryggja skilvirka varmadreifingu.

DDR4 gagnalínur: lengdarþol ±5mil. PCIe mismunadreifipör: ±2mil.

Bætið við aftengingarþéttum (0,1 μF fyrir háa tíðni, 10 μF fyrir lága tíðni). Haldið bilinu milli aflgjafa/jarðlags

IPC staðall: ≤0,7% fyrir blýlaust ferli, ≤0,5% á BGA svæðum.

Notið kraftmikla spennustillingu, slökkvið á aðgerðalausum einingum og veljið flísar með lágum greindarvísitölu (t.d. TI MSP430 serían).

Minnka merkjatap og sníkjudýrabreytur, auka leiðarþéttleika. Kostnaðurinn er 20%-30% hærri en í gegnumgötu víós.

Notið CAM350 eða Altium DFM verkfæri til að athuga lágmarksbreidd/bil á milli rekja (≥6mil), hlutfallslegan breidd (≤8:1) o.s.frv.

Algengar aðferðir: þríþætt málning (0,1-0,3 mm þykkt), nanóhúðun (

Notið útblásturshönnun til að draga úr álagi á BGA-leiðsingu. 4 laga kort henta 80% af venjulegum þörfum; ≥6 lög fyrir háhraða hönnun.

Athugið hreinleika púðanna, þykkt lóðpasta (0,12-0,15 mm) og endurflæðishitastig (hámark 235-245 ℃).

Notið 500V megohmmæli. Einangrunarviðnámið ætti að vera ≥100MΩ við ≤60% rakastig.

Notið viðnámslokunarviðnám (t.d. DDR ODT virkni) og viðnámsþrýstijafnun. Gangið úr skugga um að viðnámsbreyting sé

1oz kopar (35μm): ~1A/mm slóðbreidd. 2oz: ~1,5A/mm (hitastigshækkun

Svartur hjálpar til við að dreifa varma en er erfitt að skoða. Grænn er algengastur. Hvítur hefur mikla endurskinsgetu (≈80%).

Dæmigert þvermál: 0,4-0,8 mm. Stig: 0,5-1,0 mm. 0,5 mm stig krefst 0201 íhluta.

Notið hermunarhugbúnað eins og ANSYS, byggðan á CTE mismun (t.d. FR-4 15 ppm/℃, kopar 17 ppm/℃).

Notið fjölþrepa síun (π-gerð rafrásir). Aflrásir eru ≥20 mil á breidd til að draga úr leiðarviðnámi.

Þvermál ≥0,6 mm, bil ≥1,27 mm. Yfirborðsáferð ENIG, engin lóðgrímuþekja.

Einhliða merkjalykkjuflatarmál

Notið SI9000 til að reikna út impedans, stýriþol ±10%. Beiðið lokunarsamsvörun og stærðarhagkvæmni.

Útlínur: ±0,1 mm. Þvermál gats: ±0,05 mm. V-skurðardýpt: 1/3-2/3 af þykkt borðsins.

Notið snákalaga víra sem passa við lengd með jarðvörn. Haldið ykkur frá háhraða gagnalínum og forðist að lagaskiptingar fari fram.

Framkvæmið hraðað öldrunarpróf (85℃/85%RH, 1000 klst.) og titringspróf (5-500Hz, 2G hröðun).

Púðastærð 0,1-0,2 mm stærri en íhlutavírar. Breidd SMD púða 1,2-1,5 × breidd víranna.

Aukið varmaflöt koparsins, notið varmalím (≥1W/mK) og opnið ​​varmalögn undir aflgjafahlutum.

Samkvæmt IEC 61000-4-2: snertiútfelling ±8kV, loftútfelling ±15kV, við eðlilega virkni.

Dæmigert þykkt 15-25μm. Verður að hylja koparinn að fullu til að koma í veg fyrir skammhlaup frá berum kopar.

Sameinaðu gagnvirka og sjálfvirka leiðsögn. Settu leiðarforgangsröðun, þar sem mikilvæg merki eru beint fyrst.

Forhitun: 120-150℃ (60-90s). Endurflæði: 217-230℃ (40-60s). Kælingarhraði: 3-6℃/s.

Jarðtenging með einum eða fleiri punktum. Fjölpunktur fyrir hátíðnirásir (>10MHz), með jarðmótstöðu

Takið tillit til straumgetu, snertiviðnáms (

Fylgist með lóðsamskeytum með málmskurði (málmskurður), greina yfirborðsgalla með AOI (Aoi), greina samsetningu frumefna með XRF.

Bil 5mil, impedans 100 ± 10Ω, lengdarmunur