Кыналган PCB

Орнотулган PCB – бул ички катмарларына түздөн-түз орнотулган, өлчөмүн кичирейтип жана иштөөсүн жакшыртуучу электрондук компоненттери (мисалы, чиптер, резисторлор жана конденсаторлор) бар схемалык такта.

Кыналган PCBлер мейкиндикти ээлөөнү азайтуу жана сигнал жолдорун кыскартуу үчүн кээ бир компоненттерди көмүп салышы мүмкүн; кадимки PCBлердеги компоненттер көбүнчө бетине орнотулат.

Смартфондор, кийилүүчү түзмөктөр, унаа радарлары жана аэрокосмостук жабдуулар сыяктуу өлчөм жана иштөө талаптары жогору болгон сценарийлер үчүн ылайыктуу.

Талаптарды талдоо → схемалык дизайн → макетти пландаштыруу (камтылган компоненттерди кошо алганда) → маршруттоону долбоорлоо (сигналдын бүтүндүгүнө көңүл буруу) → дизайн эрежелерин текшерүү → такта файлынын чыгышы.

Диэлектрикалык туруктуулукту, жоготуу коэффициентин жана жылуулук кеңейүү коэффициентин эске алыңыз. Жогорку жыштыктагы колдонмолор үчүн төмөнкү диэлектрикалык туруктуулукту жана аз жоготууну талап кылган материалдарды тандаңыз; жогорку жылуулук туруктуулугу үчүн төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициенттери бар материалдарды тандаңыз.

Сигнал жолдорун кыскартуу үчүн компоненттерди функционалдык модулдар боюнча жайгаштыруу; жылуулукту таркатуу үчүн жылуулук чыгаруучу компоненттерди чачыратуу; сезгич компоненттерди ызы-чуу булактарынан алыс жайгаштыруу; процесстин мүмкүнчүлүгүн карап чыгуу.

Резисторлор диэлектрик катмарга резистивдүү материалдарды кошуу менен жасалат; конденсаторлор жез фольгага же субстраттарга капталган жогорку диэлектрикалык материалдарды колдонушат; индукторлор катмарлардын ортосундагы спираль катушкалар аркылуу ишке ашырылат.

Ишенимдүү электр туташууларын камсыз кылыңыз, жылуулуктун бөлүнүп чыгышын, сыноого жарамдуулугун жана тейлөөгө жарамдуулугун эске алыңыз жана чип өндүрүүчүлөрдүн долбоорлоо көрсөтмөлөрүн аткарыңыз.

Электр энергиясын керектөөгө жараша электр жана жер катмарларын пландаштырыңыз, электр тегиздигинин бүтүндүгүн камсыз кылыңыз, ички каршылыкты жана чыңалуунун төмөндөшүн азайтыңыз жана туруктуу электр менен камсыздоону камсыз кылыңыз.

Трассанын узундугун көзөмөлдөңүз, кайчылаш сүйлөшүүлөрдү азайтуу, жогорку ылдамдыктагы сигналдар үчүн импедансты дал келтирүү жана мите параметрлер аркылуу тийгизген таасирин азайтуу үчүн трассанын туурасын жана аралыгын акылга сыярлык коюңуз.

Материалдарга жана маршруттоо дизайнына жараша, ал туура дизайн менен бир нече Гбит/сек же андан жогору ылдамдыкка жетиши мүмкүн, мисалы, жогорку класстагы байланыш түзмөктөрүндө 10 Гбит/сек ашык.

Микротилкелүү сызык формуласы (Z0 = (87/√(εr+1.41))×ln(5.98H/(0.8W+T))) же тилкелүү сызык формулалары сыяктуу формулаларды колдонуңуз же эсептөө үчүн долбоорлоо программасын колдонуңуз.

Материалдык жоготуу (диэлектрик/өткөргүч жоготуу), из узундугу, сигнал жыштыгы, өтүүчү жолдордун саны жана импеданстын дал келбестиги таасир этет.

Аналогдук жана санариптик схемалардын жайгашуусун бөлүңүз, сезгич сигналдарды коргоңуз, кубаттуулуктун жана жерге туташтыруунун бүтүндүгүн камсыз кылыңыз, чыпка схемаларын колдонуңуз жана циклдин аянтын азайтуу үчүн издериңизди оптималдаштырыңыз.

Чоң жерге туташтыргыч тегиздиктерди орнотуңуз, жерге туташтыруу жолдорун көбөйтүңүз, жерге туташтыруу жолдорун кыскартыңыз жана жыштыгына жараша бир чекиттүү/көп чекиттүү/гибриддүү жерге туташтырууну тандаңыз.

Таасирлерди баалоо жана оптималдаштыруу үчүн симуляциялык программалык камсыздоо аркылуу электр тармагынын импедансы, чыңалуу төмөндөшү жана токтун бөлүштүрүлүшү сыяктуу параметрлерди талдоо.

Күчтүү тоскоолдуктарга каршы жөндөмдүүлүк, жалпы режимдеги тоскоолдуктарды басуу, берүү ылдамдыгын жана ишенимдүүлүгүн жогорулатуу жана жогорку тыгыздыктагы маршруттоону жеңилдетүү.

Узундуктун дал келишин (сигналдын көтөрүлүү четине туура келген берүү аралыгынын ≤ 10% айырмасы), бирдей из туурасын жана аралыгын сактоо, импедансты башкаруу (мисалы, 100Ω) жана кесилишүүлөрдү болтурбоо.

Өлчөмүн кичирейтиңиз, анти-тосмолорду көбөйтүңүз, жерге туташтыргычтарды кошуңуз жана пропорциясын көзөмөлдөңүз (≤6).

Сигналдын бүтүндүгүн, кубаттуулуктун бүтүндүгүн жана EMI симуляциясын талдоону жүргүзүү жана прототиптерди сыноо (мисалы, тармактык анализаторлорду жана осциллографтарды колдонуу).

Компоненттин бийиктиги, катмарлардын саны, механикалык бекемдиги жана колдонуу сценарийлери боюнча аныкталат, мисалы, уюлдук телефондордун ПХБлары үчүн 0,5-1,5 мм жана өнөр жай жабдуулары үчүн 1,6-3,2 мм.

Башка компоненттер менен чогултууну, механикалык бекемдикти, жылуулукту бөлүп чыгаруу мейкиндигин жана компоненттерди орнотуунун механикалык көрсөткүчтөргө тийгизген таасирин эске алыңыз.

Жылуулук чыгаруучу компоненттерди акылга сыярлык жайгаштырыңыз, жылуулукту бөлүп чыгаруучу каналдарды кошуңуз (мисалы, жылуулук тешиктери, жез фольга), жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк материалдарын тандаңыз, зарыл болсо, жылуулукту бөлүп чыгаруучу түзүлүштөрдү кошуңуз жана жылуулук симуляциясы аркылуу оптималдаштырыңыз.

Көп колдонулган ыкмаларга бурамалар менен бекитүү, клиптерди бекитүү жана ширетүү менен бекитүү кирет, алар тиешелүүлүгүнө жараша көп тейлөөнү, ыңгайлуу орнотууну жана жогорку туруктуулукту талап кылган сценарийлерге ылайыктуу.

Тактайдын калыңдыгын көбөйтүү же катуулаткычтарды кошуу менен механикалык бекемдикти жакшыртыңыз, салмакты бирдей бөлүштүрүңүз, буферлөө үчүн соккуну сиңирүүчү материалдарды колдонуңуз жана негизги компоненттерди бекемдеңиз.

Түзмөктүн корпусун дал келтириңиз, курч бурчтардан алыс болуңуз, өндүрүш процесстерин (мисалы, кесүү, штамптоо) эске алыңыз жана сайгычтын жетектөөчү конструкцияларын долбоорлоңуз.

Үч катмарлуу боёкту сүйкөңүз, суу өткөрбөй турган туташтыргычтарды колдонуңуз, герметикалык иштетүүнү жүргүзүңүз жана жайгаштыруу учурунда негизги компоненттерди суу/чаң көп кирген жерлерге койбоңуз.

Жогорку температуралар платанын кеңейишине жана компоненттердин параметрлеринин жылышына алып келиши мүмкүн; төмөнкү температуралар материалдарды морт кылышы мүмкүн. Өнөр жайлык класстагы PCBлер -40℃ ~ 85℃ температурада иштейт, ал эми аскердик класстагы талаптар катуураак.

Механикалык чыңалууну симуляциялоо аркылуу деформацияны жана чыңалуу бөлүштүрүлүшүн талдоо, ошондой эле сокку, титирөө сыноолорун жана узак мөөнөттүү картаюу сыноолорун жүргүзүү.

Ар кандай материалдар ар кандай механикалык күчтөргө жана жылуулук кеңейүү коэффициенттерине ээ. Мисалы, FR-4 жакшы комплекстүү көрсөткүчтөргө ээ, бирок салыштырмалуу жогорку жылуулук кеңейүү коэффициентине ээ, ал эми полиамид материалдары жылуулук туруктуулугун жана механикалык бекемдигин жогорулатат.

Кыналган PCB'лер компоненттерди киргизүү үчүн кошумча процесстерди, мисалы, катмар аралык түзүлүштү жасоо жана так ламинациялоону талап кылат, ал эми бургулоо жана каптоо тактыгы үчүн жогорку талаптар бар.

Ламинациялоону, микро-вио иштетүүнү (диафрагма ≤50μm), компоненттерди киргизүүнү жана бетин иштетүүнү (мисалы, алтын менен каптоо, калай чачуу) камтыйт.

Дизайнда так чыдамдуулукту көрсөтүңүз, жогорку тактыктагы жабдууларды (мисалы, CNC бургулоочу станокторду) колдонуңуз жана ар бир процедурада катуу өлчөмдүү текшерүүлөрдү жана процессти тууралоолорду жүргүзүңүз.

Чийки заттарды (такталарды, компоненттерди) текшерүү, ламинациялоо/бургулоо/каптоо параметрлерин көзөмөлдөө, ички туташууларды жана электрдик көрсөткүчтөрдү аныктоо үчүн рентген жана учуучу зонд сыноолорун колдонуу жана даяр продукцияны толук текшерүү.

Ламинация көбүкчөлөрү/деламинация, бургулоо туура эмес жайгашуусу/тешигинин бирдей эместиги, компоненттердин начар туташуусу/кыска туташуу, беттин начар иштетилиши, өлчөмдүн четтөөсү ж.б.

Ламинациянын температурасын, басымын жана убакыт параметрлерин оптималдаштырыңыз, нымдуулукту жана кирлерди кетирүү үчүн тактайларды алдын ала иштетиңиз жана абаны чыгаруу үчүн вакуумдук ламинацияны колдонуңуз.

Параметрлерди көзөмөлдөө, жез каптамасынын адгезиясын жакшыртуу үчүн тешиктердин дубалдарына микро-оёо жүргүзүү жана металлографиялык кесүү аркылуу сапатты аныктоо үчүн жогорку тактыктагы бургулоочу жабдууларды колдонуңуз.

Компоненттерди орнотуудан мурун текшерип, текшериңиз, бекем туташууларды камсыз кылуу үчүн орнотуу процесстерин оптималдаштырыңыз жана өндүрүштөн кийин комплекстүү электрдик сыноолорду жана ишенимдүүлүк эксперименттерин жүргүзүңүз.

Материалдык баалуулуктар (жогорку өндүрүмдүү материалдар кымбатыраак), процесстин татаалдыгы (мисалы, микро-виа, компоненттерди киргизүү), өндүрүш көлөмү жана текшерүү баасы таасир этет.

Техникалык күчтү (жабдууларды, процесстерди), сапатты көзөмөлдөө системаларын, өндүрүштүк учурларды, кардарлардын сын-пикирлерин, бааларды жана жеткирүү мөөнөттөрүн изилдеңиз.

Анын ичинде визуалдык текшерүү, электрдик сыноо (мультиметр, осциллограф, тармактык анализатор), функционалдык сыноо, рентгендик текшерүү, учуучу зондду сыноо ж.б.

Сыноо чекиттерине тийүү жана компоненттердин электр параметрлерин, кыска туташууларды, үзүлүүлөрдү, параметрлердин четтөөлөрүн ж.б. аныктоо үчүн МКТ түзмөгүнүн мыктарын колдонуңуз. Сыноо чекиттери долбоордо сакталышы керек.

Чыныгы жумушчу чөйрөнү симуляциялоо, функцияларды ар тараптуу текшерүү, негизгиден татаалга чейинки тесттердин тартибин сактоо жана аномалияларды жазуу жана талдоо.

Чиптин ички чек ара сканерлөөчү ячейкаларын иштетүү, пин абалдарын жана чиптер аралык туташууларды аныктоо, ошондой эле ачык жана кыска туташуу каталарын аныктоо үчүн JTAG интерфейсин колдонуңуз.

Алгач сырткы көрүнүшүн байкаңыз (күйүп кеткен компоненттер, жарака кеткен ширетүүчү муундар), андан кийин бузулуу диапазонун кыскартуу үчүн электрдик сыноолорду жүргүзүңүз, схемага негизделген мүмкүн болгон байланыштарды талдаңыз жана бузулуу чекитин аныктоо үчүн алмаштыруу ыкмасын колдонуңуз.

Салыштырмалуу жогору, анткени компоненттер ички катмарларда жайгашкан. Бул бузулуу чекитин ачыкка чыгаруу үчүн үстүнкү катмарларды кылдаттык менен алып салууну, техникалык тейлөөдөн кийин бүтүндүктү калыбына келтирүү үчүн кайра ламинациялоону жана башка схемаларга тийгизген таасиринен качууну талап кылат.

Микро-такттуу ширетүү жабдуулары жана так пинцет сыяктуу жогорку тактыктагы шаймандарды колдонуңуз. Техникалык тейлөө схемасын алдын ала пландаштырыңыз жана температураны көзөмөлдөө үчүн жергиликтүү жылытууну колдонуңуз.

Электрдик сыноолорду (сигналдын бүтүндүгү, кубаттуулуктун бүтүндүгү), функционалдык сыноолорду жана ишенимдүүлүк сыноолорун (эскирүү, титирөө) жүргүзүү.

Сыноо пландарын, каталарды аныктоо жол-жоболорун, техникалык тейлөөнүн эксплуатациялык спецификацияларын жана сапатты текшерүү процесстерин иштеп чыгуу.

Сыноочу жабдуулар: мультиметр, осциллограф, тармактык анализатор ж.б. Тейлөөчү жабдуулар: микро-такттуу ширетүүчү жабдуулар, ысык аба тапанчасы ж.б.

Каршылыктын тактыгын, кубаттуулуктун номиналдык көрсөткүчүн жана температура коэффициентин эске алыңыз. Резисторлорду чынжырдын талаптарына жараша тандаңыз.

Чыпкалоо, ажыратуу, энергияны сактоо, сигналдарды туташтыруу ж.б. үчүн колдонулат.

Иштөө жыштыгына, индуктивдүүлүккө жана токтун кубаттуулугуна негизделип аныктаңыз. Кубаттуулукту чыпкалоо үчүн толкундарды жана жүктөө тогун эске алыңыз.

Иштин натыйжалуулугун, энергия керектөөсүн, таңгактын түрүн, ишенимдүүлүгүн жана өндүрүүчүнүн колдоосун эске алыңыз.

Долбоорлоо учурунда электр параметрлерин жана физикалык өлчөмдөрүн дал келтириңиз. Тактай материалдары жана процесстери менен шайкеш келген компоненттерди тандап, симуляцияны текшерүүнү жүргүзүңүз.

Пассивдүү компоненттер үчүн муздак ширетүүнүн алдын алуу үчүн температураны жана убакытты көзөмөлдөңүз. Активдүү компоненттер үчүн ишенимдүү туташууларды камсыз кылуу жана жылуулук бузулууларынын алдын алуу үчүн жогорку тактыктагы жабдууларды (мисалы, кайра ширетүү) колдонуңуз.

Тездетилген картаюу сыноолору, өндүрүүчүнүн маалыматтары жана иш жүзүндөгү бузулуу маалыматтарын узак мөөнөттүү мониторинг жүргүзүү аркылуу иштөө мөөнөтүн баалаңыз.

Каршылык: чоңдуктун дрейфи/ачык чынжыр. Конденсатор: агып кетүү/кыска туташуу. Индуктор: индуктивдүүлүктүн өзгөрүшү/ороонун кыска туташуусу. Чип: функционалдык бузулуу/пиндин бузулушу.

Нымдуулуктан жана ESDден коргоо менен категория боюнча сактаңыз. Маалыматты жазуу, үзгүлтүксүз үлгү алуу жана запастардын деңгээлин акылга сыярлык көзөмөлдөө үчүн инвентаризация системасын колдонуңуз.

Трасса аралыгын көбөйтүңүз (≥3×туурасы), жерге туташтыруу изоляциясын колдонуңуз, маршруттоо топологиясын оптималдаштырыңыз жана импедансты дал келтириңиз.

Паразиттик параметрлерди киргизүү, жогорку жыштыктарда жоготууларды жана кечигүүлөрдү жаратышы мүмкүн. 10 ГГц жогору сигналдар үчүн Viaлардын диаметри

ESD коргоочу түзүлүштөрдү (мисалы, TVS диоддорун) кошуңуз, ESD разряддоо жолдорун орнотуңуз жана ачкыч сигнал издерин тактанын четтеринен ≥2 мм алыстыкта ​​кармаңыз.

Ички ширетүүчү муундарды текшерүү үчүн рентген нурларын колдонуңуз. Муундун бийиктиги 0,4-0,6 мм, боштук көрсөткүчү ≤15% болушу керек.

Жогорку жыштыктагы жана так ширетүү үчүн ENIG. Арзан баада OSP (жарамдуулук мөөнөтү 6-8 ай). Толкундуу ширетүү үчүн иммерсиялык калай.

Жерге туташтыруу импедансы

Жылуулуктун таркашынын натыйжалуулугун камсыз кылуу үчүн диаметри 0,3-0,5 мм, аралыгы ≤1 мм, ≥100 виас/см².

DDR4 маалымат линиялары: узундукка чыдамдуулук ±5 мил. PCIe дифференциалдык жуптары: ±2 мил.

Ажыратуучу конденсаторлорду кошуңуз (жогорку жыштык үчүн 0,1 мкФ, төмөнкү жыштык үчүн 10 мкФ). Кубат/жер катмарынын аралыгы

IPC стандарты: коргошунсуз процесстер үчүн ≤0,7%, BGA аймактарында ≤0,5%.

Динамикалык чыңалууну масштабдоону, бош турган модулдарды өчүрүүнү жана IQ деңгээли төмөн чиптерди тандаңыз (мисалы, TI MSP430 сериясы).

Сигналдын жоголушун жана мите параметрлерин азайтып, маршруттоо тыгыздыгын жогорулатат. Тешик аркылуу өтүүчү өткөргүчтөргө караганда баасы 20%-30% жогору.

Минималдуу из туурасын/аралыгын (≥6 миль), тараптык катышты (≤8:1) ж.б. текшерүү үчүн CAM350 же Altium DFM куралдарын колдонуңуз.

Жалпы ыкмалар: үч катмарлуу боёк (0,1-0,3 мм калыңдыкта), нано-каптоо (

BGA багыттоо басымын азайтуу үчүн желдеткич-чыгуу дизайнын колдонуңуз. 4 катмарлуу тактайлар кадимки муктаждыктардын 80% ын канааттандырат; жогорку ылдамдыктагы конструкциялар үчүн ≥6 катмар.

Төшөктүн тазалыгын, ширетүүчү пастанын калыңдыгын (0,12-0,15 мм) жана кайра агызуу температурасын (эң жогорку чеги 235-245℃) текшериңиз.

500 В мегаомметрди колдонуңуз. Нымдуулук ≤60% болгондо изоляцияга каршылыгы ≥100MΩ болушу керек.

Аяктоочу резисторлорду (мисалы, DDR ODT функциясы) жана импеданстын конустарын колдонуңуз. Импеданстын өзгөрүшүн

1 унция жез (35μm): ~1A/мм из туурасы. 2 унция: ~1.5A/мм (температуранын көтөрүлүшү

Кара түс жылуулукту таркатууга жардам берет, бирок текшерүү кыйын. Жашыл түс эң көп кездешет. Ак түс жогорку чагылдырууга ээ (≈80%).

Типтүү диаметри: 0,4-0,8 мм. Аягы: 0,5-1,0 мм. 0,5 мм кадам үчүн 0201 компоненттери талап кылынат.

CTE айырмачылыктарына негизделген ANSYS сыяктуу симуляция программасын колдонуңуз (мисалы, FR-4 15ppm/℃, жез 17ppm/℃).

Көп баскычтуу чыпкалоону колдонуңуз (π-типтеги схемалар). Жолдун импедансын азайтуу үчүн кубаттуулук издери ≥20 миль туурасында.

Диаметри ≥0.6 мм, аралыгы ≥1.27 мм. Бети ENIG менен капталган, ширетүүчү маска менен капталган эмес.

Бир тараптуу сигнал циклинин аянты

Импедансты эсептөө үчүн SI9000 колдонуңуз, толеранттуулукту ±10% көзөмөлдөңүз. Аяктоого дал келүүнү жана топологияны оптималдаштырууну колдонуңуз.

Контуру: ±0,1 мм. Тешиктин диаметри: ±0,05 мм. V-формасындагы кесүү тереңдиги: тактайдын калыңдыгынын 1/3-2/3 бөлүгү.

Жерге коргоочу коргоочу катмар менен бирге узундугу дал келген серпентин издерин колдонуңуз. Жогорку ылдамдыктагы маалымат линияларынан алыс кармаңыз жана катмарлардын кесилишинен алыс болуңуз.

Ылдамдатылган картаюу сыноолорун (85℃/85%RH, 1000h) жана титирөө сыноолорун (5-500Hz, 2G ылдамдануу) жүргүзүү.

Төшөкчөнүн өлчөмү компоненттик зымдардан 0,1-0,2 мм чоңураак. SMD төшөкчөсүнүн туурасы 1,2-1,5× зымдын туурасы.

Термикалык жездин аянтын көбөйтүңүз, термикалык желимди (≥1 Вт/мК) колдонуңуз жана кубат берүүчү компоненттердин астындагы термикалык өткөргүчтөрдү ачыңыз.

IEC 61000-4-2 стандартына ылайык: контакттык разряд ±8 кВ, аба разряд ±15 кВ, кадимкидей иштеши менен.

Типтүү калыңдыгы 15-25 мкм. Ачык жезден кыска туташуулардын алдын алуу үчүн жезди толугу менен капташы керек.

Интерактивдүү жана автоматтык маршруттоону айкалыштырыңыз. Маршруттоо артыкчылыктарын коюңуз, маанилүү сигналдар алгач маршрутталат.

Алдын ала ысытуу: 120-150℃ (60-90s). Кайра куюу: 217-230℃ (40-60s). Муздатуу ылдамдыгы: 3-6℃/с.

Бир чекиттүү же көп чекиттүү жерге туташтыруу. Жерге туташтыруу каршылыгы 10MHz).

Токтун кубаттуулугун, контакттык каршылыкты (

Металлографиялык кесүү (металлографиялык кесүү) аркылуу ширетүүчү кошулмаларды байкаңыз, AOI менен беттик кемчиликтерди аныктаңыз, XRF менен элементтердин курамын талдаңыз.

Аралыгы 5 мил, импеданс 100±10Ω, узундук айырмасы