Вградена печатена плочка

Вградената печатена плочка е печатена плоча со електронски компоненти (како што се чипови, отпорници и кондензатори) директно вградени во нејзините внатрешни слоеви, со што се намалува големината и се подобруваат перформансите.

Вградените печатени плочки можат да закопаат некои компоненти за да го намалат зафаќањето простор и да ги скратат сигналните патеки; компонентите на обичните печатени плочки се претежно монтирани на површината.

Погодно за сценарија со високи барања за големина и перформанси, како што се паметни телефони, носливи уреди, радари за возила и воздухопловна опрема.

Анализа на барањата → шематски дизајн → планирање на распоредот (вклучувајќи вградени компоненти) → дизајн на рутирање (фокус на интегритетот на сигналот) → проверка на правилата за дизајн → излез на датотеката на плочката.

Разгледајте ја диелектричната константа, факторот на загуби и коефициентот на термичка експанзија. За апликации со висока фреквенција, изберете материјали со ниска диелектрична константа и ниски загуби; за висока термичка стабилност, изберете материјали со ниски коефициенти на термичка експанзија.

Распоредете ги компонентите по функционални модули за да ги скратите патеките на сигналот; дисперзирајте ги компонентите што генерираат топлина за дисипација на топлина; поставете ги чувствителните компоненти подалеку од извори на бучава; земете ја предвид изводливоста на процесот.

Отпорниците се прават со додавање на отпорни материјали на диелектричниот слој; кондензаторите користат високодиелектрични материјали обложени на бакарна фолија или подлоги; индуктивите се реализираат преку спирални намотки помеѓу слоевите.

Обезбедете сигурни електрични врски, земете ја предвид дисипацијата на топлина, можноста за тестирање и одржување и следете ги упатствата за дизајн на производителите на чипови.

Планирајте ги слоевите на енергија и заземјување според потрошувачката на енергија, обезбедете го интегритетот на напојувачката рамнина, намалете го внатрешниот отпор и падот на напонот и обезбедете стабилно напојување.

Контролирајте ја должината на трагата, поставете ја ширината и растојанието помеѓу трагите разумно за да го намалите преслушувањето, усогласете ја импедансата за сигнали со голема брзина и намалете го влијанието на преку-паразитските параметри.

Во зависност од материјалите и дизајнот на рутирањето, може да достигне неколку Gbps или повеќе со соодветен дизајн, како на пример над 10 Gbps кај комуникациски уреди од висока класа.

Користете формули како што е формулата за микролентна линија (Z0 = (87/√(εr+1.41))×ln(5.98H/(0.8W+T))) или формули за лентна линија, или користете софтвер за дизајн за пресметка.

Засегнато од загуба на материјал (губење на диелектрик/спроводник), должина на трагата, фреквенција на сигналот, број на вијали и несовпаѓање на импедансата.

Одделете ги распоредите на аналогните и дигиталните кола, заштитете ги чувствителните сигнали, обезбедете го интегритетот на рамнините на напојувањето и заземјувањето, користете филтерски кола и оптимизирајте ги трасите за да ја намалите површината на јамката.

Поставете големи рамнини за заземјување, зголемете ги отворите за заземјување, скратете ги патеките за заземјување и изберете заземјување со една точка/повеќе точки/хибридно заземјување според фреквенцијата.

Анализирајте параметри како што се импеданса на електричната мрежа, пад на напон и распределба на струјата преку софтвер за симулација за да ги процените влијанијата и да ги оптимизирате.

Силна способност против пречки, потиснување на пречките во вообичаениот режим, подобрување на брзината и сигурноста на пренос и олеснување на рутирање со висока густина.

Одржувајте усогласување на должината (разлика ≤ 10% од растојанието на пренос што одговара на работ на покачување на сигналот), униформна ширина и растојание на трагата, контролна импеданса (на пр., 100Ω) и избегнувајте преслушување.

Минимизирајте ја големината на граничниците, зголемете ја анти-плочката, додадете заземјувачки граничници наоколу и контролирајте го соодносот на ширина и висина (≤6).

Вршење анализи за интегритет на сигналот, интегритет на моќноста и симулација на EMI и тестирање на прототипови (на пр., користење на мрежни анализатори и осцилоскопи).

Определено според висината на компонентата, бројот на слоеви, механичката цврстина и сценаријата на примена, како што се 0,5-1,5 mm за печатени плочки за мобилни телефони и 1,6-3,2 mm за индустриска опрема.

Размислете за склопување со други компоненти, механичка цврстина, простор за дисипација на топлина и влијанието на вградувањето на компонентите врз механичките перформанси.

Разумно распоредете ги компонентите што генерираат топлина, додадете канали за дисипација на топлина (на пр., отвори за топлина, бакарна фолија), изберете материјали со висока топлинска спроводливост, додадете уреди за дисипација на топлина доколку е потребно и оптимизирајте преку термичка симулација.

Вообичаените методи вклучуваат фиксирање со завртки, фиксирање со штипки и фиксирање со заварување, погодни за сценарија со високо одржување, практична инсталација и висока стабилност, соодветно.

Подобрете ја механичката цврстина со зголемување на дебелината на плочата или додавање зацврстувачи, рамномерно распределете ја тежината, користете материјали што апсорбираат удари за амортизација и зајакнете ги клучните компоненти.

Усогласете го куќиштето на уредот, избегнувајте остри рабови, земете ги предвид производствените процеси (на пр., сечење, штанцување) и дизајнирајте ги приклучните водилки.

Нанесете тројна хидроизолациска боја, користете водоотпорни спојници, извршете запечатувачки третман и избегнувајте поставување на клучните компоненти во области склони кон вода/прашина за време на поставувањето.

Високите температури може да предизвикаат ширење на плочата и поместување на параметрите на компонентите; ниските температури може да ги направат материјалите кршливи. Индустриски PCB плочите работат на -40℃~85℃, со построги воени барања.

Анализирајте ја деформацијата и распределбата на напрегањето преку симулација на механички напрегање и спроведете тестови за удар, вибрации и тестови за долгорочно стареење.

Различните материјали имаат различна механичка јачина и коефициенти на термичка експанзија. На пример, FR-4 има добри сеопфатни перформанси, но релативно висок коефициент на термичка експанзија, додека полиимидните материјали нудат подобра термичка стабилност и механичка јачина.

Вградените ПХБ бараат дополнителни процеси за вградување на компоненти, како што се изработка на меѓуслојна структура и попрецизно ламинирање, со повисоки барања за точност на дупчење и позлатување.

Вклучувајќи ламинација, микро-преработка (отвор ≤50μm), вградување на компоненти и површинска обработка (на пр., позлата, прскање со калај).

Наведете прецизни толеранции во дизајнот, користете опрема со висока прецизност (како што се CNC машини за дупчење) и спроведете строги димензионални инспекции и прилагодувања на процесот во секоја постапка.

Инспекција на суровини (плочки, компоненти), следење на параметрите на ламинирање/дупчење/позлатување, користење на тестови со рендгенски зраци и летачки сонди за откривање на внатрешни врски и електрични перформанси и спроведување целосна инспекција на готовите производи.

Меурчиња/деламинација од ламинација, нерамномерно дупчење/нерамномерен отвор, лошо поврзување на компонентите/краток спој, лоша обработка на површината, димензионално отстапување итн.

Оптимизирајте ги параметрите за температура, притисок и време на ламинирање, претходно третирајте ги плочите за отстранување на влага и нечистотии и користете вакуумско ламинирање за исфрлање на воздухот.

Користете опрема за дупчење со висока прецизност за контрола на параметрите, изведувајте микро-нагризување на ѕидовите на дупките за да ја подобрите адхезијата на бакарните облоги и детектирајте го квалитетот преку металографско сечење.

Скрининг и тестирање на компонентите пред вградување, оптимизирање на процесите на вградување за да се обезбедат цврсти врски и спроведување на сеопфатни електрични тестови и експерименти за сигурност по производството.

Влијание врз цената на материјалот (високо-перформансните материјали се поскапи), сложеноста на процесот (на пр., микро-виа, вградување на компоненти), количината на производство и трошоците за инспекција.

Истражете ја техничката сила (опрема, процеси), системите за контрола на квалитет, производствените случаи, прегледите од клиентите, понудите и времето на испорака.

Вклучувајќи визуелна инспекција, електрично тестирање (мултиметар, осцилоскоп, мрежен анализатор), функционално тестирање, рендгенска инспекција, тестирање со летачка сонда итн.

Користете го држачот од шајки на ИКТ уредот за да контактирате со тест точките и да откриете електрични параметри на компонентите, кратки споеви, отворени кола, отстапувања на параметрите итн. Тест точките треба да бидат резервирани во дизајнот.

Симулирајте ја вистинската работна средина, сеопфатно тестирајте ги функциите, следете го редоследот на основните до сложените тестови и евидентирајте ги и анализирајте ги аномалиите.

Користете го JTAG интерфејсот за да ги ракувате ќелиите за скенирање на внатрешните граници на чипот, да детектирате состојби на пиновите и меѓучипските врски и да идентификувате грешки при отворена и кратка врска.

Прво набљудувајте го изгледот (изгорени компоненти, напукнати лемни споеви), потоа извршете електрични тестови за да го стесните опсегот на дефекти, анализирајте ги можните врски врз основа на шемата и користете го методот на замена за да ја одредите точката на дефектот.

Релативно висока, бидејќи компонентите се во внатрешните слоеви. Потребно е внимателно отстранување на горните слоеви за да се открие точката на дефект, повторно ламинирање за да се врати интегритетот по одржувањето и да се избегнат влијанија врз другите кола.

Користете алатки со висока прецизност како опрема за микроточково заварување и прецизни пинцети. Планирајте ја шемата за одржување однапред и користете локализирано греење за контрола на температурата.

Спроведување електрични тестови (интегритет на сигналот, интегритет на напојувањето), функционални тестови и тестови за сигурност (стареење, вибрации).

Развијте планови за тестирање, процедури за дијагностицирање на грешки, спецификации за операции за одржување и процеси за верификација на квалитетот.

Опрема за тестирање: мултиметар, осцилоскоп, мрежен анализатор итн. Опрема за одржување: опрема за микроточкесто заварување, пиштол за топол воздух итн.

Земете ги предвид точноста на отпорот, номиналната моќност и коефициентот на температура. Изберете отпорници врз основа на барањата на колото.

Се користи за филтрирање, одвојување, складирање на енергија, спојување на сигнали итн.

Определете врз основа на работната фреквенција, индуктивноста и капацитетот на струјата. За филтрирање на моќноста, земете ја предвид брановата должина и струјата на оптоварување.

Размислете за перформансите, потрошувачката на енергија, типот на пакување, сигурноста и поддршката од производителот.

Усогласете ги електричните параметри и физичките димензии за време на дизајнирањето. Изберете компоненти компатибилни со материјалите и процесите на плочата и спроведете симулациска верификација.

За пасивни компоненти, контролирајте ја температурата и времето за да спречите ладно лемење. За активни компоненти, користете опрема со висока прецизност (на пр., лемење со рефлукс) за да обезбедите сигурни врски и да спречите термичко оштетување.

Проценете го животниот век преку тестови за забрзано стареење, податоци од производителот и долгорочно следење на податоците за реални дефекти.

Отпорност: поместување на вредноста/отворено коло. Кондензатор: истекување/краток спој. Индуктор: промена на индуктивноста/краток спој на намотката. Чип: функционален дефект/грешки на пиновите.

Складирајте по категорија со заштита од влага и ESD. Одржувајте систем за инвентар за евидентирање на информации, редовно земање примероци и разумна контрола на нивоата на залихи.

Зголемете го растојанието помеѓу трагите (≥3×ширина), користете изолација на заземјувањето, оптимизирајте ја топологијата на рутирање и усогласете ја импедансата.

Воведување на паразитски параметри, што е можно да предизвика загуби и доцнење на високи фреквенции. Виа за сигнали над 10 GHz треба да имаат дијаметар

Додадете ESD заштитни уреди (на пр., TVS диоди), поставете ESD патеки за празнење и држете ги трагите на клучните сигнали на растојание од ≥2 mm од рабовите на плочата.

Користете рендген за проверка на внатрешните споеви на лемењето. Висината на спојот треба да биде 0,4-0,6 mm, со стапка на празнини ≤15%.

ENIG за високофреквентно и прецизно лемење. OSP за ниска цена (важење 6-8 месеци). Потоплив лим за лемење со бранови.

Правилно распоредете ги капаците на штитниците со импеданса на заземјување

Дијаметар на отвори 0,3-0,5 mm, растојание ≤1 mm, ≥100 отвори/cm² за да се обезбеди ефикасност на дисипација на топлина.

DDR4 податочни линии: толеранција на должина ±5 мил. PCIe диференцијални парови: ±2 мил.

Додадете кондензатори за одвојување (0,1μF за висока фреквенција, 10μF за ниска фреквенција). Одржувајте го растојанието помеѓу слоевите напојување/заземјување

IPC стандард: ≤0,7% за процеси без олово, ≤0,5% во BGA области.

Користете динамичко скалирање на напонот, исклучете ги модулите во мирување и изберете чипови со низок IQ (на пр., серијата TI MSP430).

Намалете ја загубата на сигнал и паразитските параметри, зголемете ја густината на рутирање. Цена за 20%-30% повисока од дијафрагмите со отвори за пробивање.

Користете ги алатките CAM350 или Altium DFM за да ја проверите минималната ширина/растојание помеѓу трагите (≥6 мил), соодносот на ширина и висина (≤8:1) итн.

Вообичаени методи: тројно отпорна боја (дебелина 0,1-0,3 mm), нано-премаз (

Користете дизајн со вентилатор за да го намалите притисокот при рутирање на BGA. Плочите со 4 слоја одговараат на 80% од редовните потреби; ≥6 слоја за дизајни со голема брзина.

Проверете ја чистотата на подлогата, дебелината на пастата за лемење (0,12-0,15 mm) и температурата на повторно течење (врв 235-245℃).

Користете мегаомметар од 500V. Отпорот на изолација треба да биде ≥100MΩ при влажност ≤60%.

Користете терминациски отпорници (на пр., DDR ODT функција) и заострување на импедансата. Осигурајте се дека варијацијата на импедансата е

1oz бакар (35μm): ~1A/mm ширина на трагата. 2oz: ~1.5A/mm (зголемување на температурата

Црната боја помага во дисипацијата на топлината, но е тешка за проверка. Зелената е најчеста. Белата боја има висока рефлективност (≈80%).

Типичен дијаметар: 0,4-0,8 мм. Растојание: 0,5-1,0 мм. За растојание од 0,5 мм се потребни компоненти 0201.

Користете софтвер за симулација како ANSYS, врз основа на разликите во CTE (на пр., FR-4 15ppm/℃, бакар 17ppm/℃).

Користете повеќестепено филтрирање (π-тип кола). Ширина на напојувачките траги ≥20 мил за да се намали импедансата на патеката.

Дијаметар ≥0,6 mm, растојание ≥1,27 mm. Површинска завршна обработка ENIG, без покриеност со маска за лемење.

Површина на еднокрајна сигнална јамка

Користете го SI9000 за да пресметате импеданса, толеранција на контрола ±10%. Применете го спојувањето на терминациите и оптимизацијата на топологијата.

Контура: ±0,1 мм. Дијаметар на дупката: ±0,05 мм. Длабочина на сечење во V форма: 1/3-2/3 од дебелината на плочата.

Користете серпентини траги со иста должина со заштита од земја. Држете се подалеку од брзи податочни линии и избегнувајте вкрстување на слоеви.

Спроведете тестови за забрзано стареење (85℃/85%RH, 1000h) и тестови за вибрации (5-500Hz, 2G забрзување).

Големина на подлогата 0,1-0,2 mm поголема од компонентните кабли. Ширина на SMD подлогата 1,2-1,5 × ширина на каблите.

Зголемете ја термичката бакарна површина, користете термичко лепило (≥1W/mK) и отворете ги термичките отвори под компонентите за напојување.

Според IEC 61000-4-2: контактно празнење ±8kV, воздушно празнење ±15kV, со нормална функционалност.

Типична дебелина 15-25 μm. Мора целосно да го покрие бакарот за да се спречат кратки споеви од изложениот бакар.

Комбинирајте интерактивно и автоматско рутирање. Поставете приоритети за рутирање, при што критичните сигнали ќе бидат рутирани прво.

Претходно загревање: 120-150℃ (60-90s). Повторно загревање: 217-230℃ (40-60s). Брзина на ладење: 3-6℃/s.

Едноточковно или повеќеточковно заземјување. Повеќеточковно за високофреквентни кола (>10MHz), со отпор на заземјување

Земете ги предвид капацитетот на струјата, контактниот отпор (

Набљудување на споеви на лемење преку металографски пресек (металографски секционирање), откривање на површински дефекти со AOI, анализа на составот на елементот со XRF.

Растојание 5 мил, импеданса 100 ± 10Ω, разлика во должина