Płytka nośna układu scalonego PCB

Projektuj tak, aby pasował do rozmiaru układu scalonego, układu komponentów peryferyjnych i przestrzeni montażowej. Na przykład, etui na smartwatche wymagają precyzyjnej miniaturyzacji.

Używaj materiałów o niskiej stałej dielektrycznej (np. Rogers) do zastosowań wymagających dużej szybkości, a FR-4 do zastosowań ogólnych. Dopasuj współczynnik rozszerzalności cieplnej do układu scalonego.

Przestrzegaj zasad integralności sygnału: zadbaj o to, aby sygnały o dużej prędkości były krótkie i proste, a pary różnicowe miały równą długość i jednakowe odstępy. Na przykład interfejsy PCIe wymagają ścisłej kontroli długości i odstępów.

Zaplanuj jednolite płaszczyzny zasilania i odizoluj różne domeny zasilania podczas partycjonowania, aby uniknąć przesłuchów między zasilaczami cyfrowymi i analogowymi.

Zbuduj płaszczyznę uziemienia o niskiej impedancji, dodaj pierścienie ochronne dla wrażliwych sygnałów i zastosuj uziemienie wielopunktowe dla obwodów RF.

Rozmiar przelotki zależy od natężenia prądu i częstotliwości. W przypadku sygnałów o dużej prędkości należy stosować przelotki o małej średnicy (np.

Dokładnie dopasuj rozmiar padów i odstępy, zoptymalizuj prowadzenie przewodów i rozpraszanie ciepła w obszarze BGA oraz dodaj układ przejść termicznych pod układem BGA.

Punkty testowe powinny być dostępne dla sprzętu i muszą być ustawione przy kluczowych węzłach sygnałowych i pinach zasilania, aby spełnić wymagania dotyczące testów funkcjonalnych.

Sitodruk powinien wyraźnie oznaczać etykiety podzespołów, biegunowość itp. i powinien być umieszczony w pustych miejscach, z dala od miejsc spawania.

Dostosuj kształt (np. prostokątny/nieregularny) do konstrukcji sprzętu i wymagań instalacyjnych, aby zapewnić kompatybilność z innymi komponentami, np. w przypadku uchwytów na laptopa.

Ustaw tolerancje (np. ±0,05 mm dla szerokości linii) na podstawie procesów produkcyjnych, aby zapewnić wyrównanie międzywarstwowe i dokładność montażu komponentów.

W przypadku układów dużej mocy należy stosować radiatory, przelotki lub podłoża metalowe. Na przykład, nośniki procesora (CPU) poprawiają odprowadzanie ciepła poprzez duże miedziane płaszczyzny i przelotki.

Do obudowy wrażliwych obwodów (np. modułów RF) należy stosować osłony metalowe lub warstwy ekranujące powierzchniowo.

Przemyśl kompleksowo materiały, trasy i projekt termiczny. Używaj materiałów wysokiej jakości i ograniczaj koncentrację naprężeń.

Projekt dostosowany do możliwości procesu (np. minimalna szerokość linii/odstępy) w celu ułatwienia produkcji.

Należy uwzględnić wystarczającą liczbę punktów testowych i interfejsów (np. JTAG) do testowania produkcyjnego i diagnostyki błędów.

Ułóż komponenty w sposób umożliwiający łatwą wymianę, umieszczając wrażliwe części w łatwo dostępnych miejscach.

Optymalizacja kosztów poprzez kontrolę liczby warstw, rozmiaru oraz dobór odpowiednich materiałów i procesów zgodnie z wymaganiami wydajnościowymi.

Stosuj lutowanie bezołowiowe i materiały przyjazne dla środowiska, aby spełniać normy RoHS.

Procesy obejmują cięcie materiałów, wiercenie, osadzanie miedzi, galwanizację, wytwarzanie obwodów, lutowanie maskujące, sitodruk i obróbkę powierzchni.

Materiały obejmują laminaty pokryte miedzią (FR-4, materiały o wysokiej częstotliwości), folię miedzianą, tusze do lutowania/sitodruku oraz materiały do ​​obróbki powierzchni (złocenie/cynowanie, OSP).

Używaj precyzyjnego sprzętu, regularnie konserwuj wiertła, kontroluj prędkość/szybkość posuwu i używaj kołków pozycjonujących, aby zachować odchylenie ≤±0,05 mm.

Stosując galwanizację bezprądową, osadzamy na ściankach otworów cienką warstwę miedzi o grubości 0,2–0,5 μm, dzięki czemu nieprzewodzące ściany stają się przewodzące i nadają się do galwanizacji.

Precyzyjna kontrola gęstości prądu, czasu, składu i temperatury roztworu galwanicznego. Na przykład, grubość powłoki miedziowej 18-35 μm jest osiągana poprzez regulację parametrów.

Użyj fotolitografii do przeniesienia wzorów, a następnie wywołaj i wytrawij. Minimalna szerokość linii może wynosić 0,075 mm.

Używaj wysokiej jakości tuszu, kontroluj grubość/jednorodność powłoki, optymalizuj parametry naświetlania/utwardzania. Grubość powłoki 25-40 μm, bez pęcherzyków powietrza i dziurek.

Do kontrolowania grubości tuszu (10-20μm) i precyzji stosuje się sitodruk, co gwarantuje wyraźne znaki i dokładne pozycjonowanie.

W zależności od wymagań zastosowania należy wybrać HASL ze względu na lutowalność i ENIG ze względu na płaskość.

Zwarcia, przerwy w obwodach, przerwy w ścieżkach, wady maski lutowniczej, rozmazany nadruk, nierówne ścianki otworów, rozwarstwienie itp.

Do kontroli integralności obwodów, jakości lutowania i parametrów elektrycznych stosuj AOI, promienie rentgenowskie, testy z użyciem sond latających i technologie ICT.

Użyj mikrotrawienia, aby usunąć nadmiar miedzi w przypadku zwarć, przewody połączeniowe w przypadku przerw i dokonać lokalnych napraw w przypadku uszkodzeń maski lutowniczej. Po naprawie ponownie sprawdź.

3-7 dni dla przewoźników zwykłych, 10-15 dni dla przewoźników skomplikowanych i 1-3 dni dla zamówień pilnych (o wyższych kosztach).

Zoptymalizuj projekt w celu zmniejszenia liczby/rozmiaru warstw, wybierz ekonomiczne materiały/procesy i zwiększ wydajność.

Powstają ścieki, gazy spalinowe i pozostałości odpadowe zawierające metale ciężkie, które wymagają oczyszczania w celu spełnienia norm dotyczących odprowadzania ścieków.

Wykorzystuj zautomatyzowany sprzęt do załadunku/rozładunku, sitodruku i kontroli w celu zwiększenia wydajności i zapewnienia spójnej jakości.

Wiertarki, linie do osadzania miedzi/galwanizacji, urządzenia do naświetlania, urządzenia do trawienia, drukarki do masek lutowniczych/sitodruku, obróbka powierzchni i sprzęt kontrolny.

Regularnie czyść, konserwuj, wymieniaj części eksploatacyjne i kalibruj parametry, aby zapewnić stabilną pracę sprzętu.

Optymalizacja parametrów wiercenia, galwanizacji, trawienia itp. poprzez analizę eksperymentalną — np. poprawa jednorodności powłoki w celu zwiększenia jakości i wydajności.

Wdrażaj standardowe procedury, kontroluj jakość surowców, kalibruj sprzęt i szkol personel, aby zapewnić spójność każdej partii.

Za pomocą multimetrów, oscyloskopów i analizatorów sieciowych można testować ciągłość, impedancję i charakterystyki transmisji sygnału.

Do analizy zniekształceń należy wykorzystać testy diagramu oka, odbicia i przesłuchu. Otwarcie diagramu oka musi spełniać normy.

Zoptymalizuj sieci dystrybucji energii, dodaj kondensatory odsprzęgające, zmniejsz rezystancję wewnętrzną/indukcyjność i obniż poziom szumów — np. umieść kondensatory wielowartościowe w pobliżu wyprowadzeń układów scalonych.

Użyj wektorowych analizatorów sieciowych do pomiaru tłumienności wstawiania, tłumienności odbiciowej, izolacji itp., aby zapewnić prawidłową transmisję sygnału RF.

Użyj kamer termowizyjnych do pomiaru rozkładu temperatury i obliczenia oporu cieplnego. Temperatura powierzchni chipa musi mieścić się w dopuszczalnych granicach.

Stosuj ekranowanie, filtrowanie i prawidłowe prowadzenie przewodów, np. oddziel uziemienie cyfrowe od analogowego i dodaj ekranowanie do wrażliwych sygnałów.

Przeprowadź testy starzenia w wysokiej temperaturze (np. 85°C), cykli termicznych, wilgotności i wibracji w celu oceny przystosowania się do warunków środowiskowych.

Przewiduj żywotność urządzenia poprzez przyspieszone testy trwałości i modelowanie równania Arrheniusa.

Zoptymalizuj uziemienie, ekranowanie i filtrowanie, aby kontrolować promieniowanie sygnału i wrażliwość na zakłócenia — np. dodaj ramki uziemiające na krawędziach płytki PCB.

Przeprowadzanie prób zginania, rozciągania i ścinania w celu oceny wytrzymałości płyty, która musi spełniać odpowiednie normy.

Ocenić za pomocą testów odporności chemicznej (moczenie w roztworach kwasów/zasad) w celu zaobserwowania zmian w wyglądzie i działaniu.

Wybierz materiały odporne na warunki atmosferyczne i zastosuj zabiegi zabezpieczające powierzchnię (np. powłokę farby trzywarstwowej), aby wydłużyć okres przydatności do użytku na zewnątrz.

Za pomocą testera rezystancji izolacji zmierz rezystancję izolacji między obwodami oraz między obwodami a uziemieniem (powinna być wyższa niż poziom megaomów).

Ocenić, testując parametry takie jak stała dielektryczna i współczynnik strat dielektrycznych. W zastosowaniach o wysokiej częstotliwości stała dielektryczna powinna być stabilna i niska.

Zoptymalizuj okablowanie, używaj materiałów o niskich stratach i zastosuj struktury mikropaskowe lub paskowe, aby uzyskać sygnały o dużej prędkości i zmniejszyć opóźnienia.

Stosuj różne obciążenia mocy, obserwuj nagrzewanie się obwodów i zmiany w parametrach elektrycznych oraz oceniaj obciążalność prądową obwodów urządzeń energetycznych.

Zmierz szum zasilania, szum sygnału itp., aby mieć pewność, że wartość szczytowa szumu zasilania mieści się w dopuszczalnym zakresie.

W celu zwiększenia niezawodności należy stosować rozwiązania redundantne (np. dodawać obwody lub komponenty zapasowe) i korzystać z transmisji dwutorowej dla sygnałów krytycznych.

Testowanie szybkości reakcji sygnału i stabilności w dynamicznych warunkach pracy (takich jak dynamiczne testowanie interfejsów transmisji danych o dużej prędkości).

Przeprowadź testy zgodności z różnymi układami scalonymi i modułami (np. testy z różnymi partiami układów scalonych), aby upewnić się, że system działa prawidłowo.

Najpierw sprawdź AOI, czy nie występują zwarcia w obwodzie, następnie zmierz rezystancję za pomocą multimetru, aby ustalić położenie i sprawdź, czy nie występują zwarcia w obwodach lub pinach komponentów.

Za pomocą sondy latającej lub multimetru zmierz ciągłość obwodu i sprawdź, czy nie ma przerw lub zablokowanych otworów (co może być spowodowane nadmiernym trawieniem lub wierceniem).

Za pomocą oscyloskopu można obserwować przebiegi sygnałów, sprawdzać, czy nie występują odbicia i przesłuchy, a także badać nieprawidłowe okablowanie lub niedopasowanie impedancji.

Zmierz napięcie zasilania, sprawdź, czy nie występują zwarcia/przerwy w liniach zasilających i czy nie doszło do uszkodzenia kondensatora odsprzęgającego, a także zbadaj usterki układów zasilania lub nadmierne straty na linii.

Za pomocą kamery termowizyjnej zidentyfikuj źródła ciepła i sprawdź, czy nie doszło do przeciążenia urządzenia zasilającego lub czy nie doszło do słabego odprowadzania ciepła (na przykład wskutek nieprawidłowego montażu radiatora lub niewystarczającej liczby kanałów cieplnych).

Za pomocą analizatora widma wykryj źródła zakłóceń i sprawdź środki ekranowania (takie jak uziemienie osłon ekranujących i prawidłowe działanie obwodów filtrujących).

Za pomocą AOI sprawdź, czy nie występują zimne luty, brakujące luty i mostki, a także zbadaj niewłaściwą temperaturę/czas spawania lub problemy z jakością topnika.

Za pomocą multimetrów i oscyloskopów można testować parametry podzespołów (np. rezystancję, pojemność i przewodność diody) oraz badać przyczyny przepięć i przetężeń.

Ponownie przejrzyj dokumentację projektową, porównaj rzeczywistą wydajność ze specyfikacją i zbadaj nieprawidłowe okablowanie lub błędy w ustawieniu parametrów (np. niewystarczająca szerokość linii do przesyłu prądu).

Sprawdź, czy na powierzchniach punktów pomiarowych nie ma śladów utleniania/zanieczyszczenia, czy sondy pomiarowe nie są zużyte lub czy nie występują problemy z połączeniem sprzętu. Wyczyść punkty pomiarowe lub wymień sondy.

Sprawdź przejrzystość, dokładność i położenie sitodruku, a także zbadaj proces sitodruku lub problemy z jakością tuszu (np. poprzez dostosowanie parametrów sitodruku).

Sprawdź warstwę maski lutowniczej pod kątem pęcherzyków powietrza, porów i łuszczenia się, a także zbadaj problemy związane z procesem powlekania/utwardzania (takie jak dostosowanie grubości powłoki i temperatury utwardzania).

Użyj promieni rentgenowskich do wykrycia wiązań międzywarstwowych i zbadania nadmiernego naprężenia termicznego lub problemów z kompatybilnością materiałów (takich jak gwałtowne zmiany temperatury w trakcie produkcji).

Obejrzyj ścianki otworu pod mikroskopem i sprawdź parametry wiercenia oraz zużycie wiertła (np. dostosuj prędkość wiercenia i szybkość posuwu).

Sprawdź jednorodność warstwy obróbkowej powierzchni, jej wytrzymałość oraz utlenianie/korozję, a także zbadaj nieprawidłowe parametry procesu (takie jak dostosowanie czasu galwanizacji i gęstości prądu).

Użyj narzędzi pomiarowych, takich jak suwmiarki, aby porównać je z wymiarami projektowymi i zbadać kwestie związane z pozycjonowaniem podczas produkcji lub dokładnością przetwarzania (np. sprawdzanie położenia wiercenia).

Za pomocą przyrządu do pomiaru płaskości można wykryć i zbadać naprężenia termiczne lub problemy z materiałem (takie jak nadmierny współczynnik rozszerzalności cieplnej płytki, optymalizacja projektu termicznego).

Przeprowadź badanie składu materiałów i sprawdź proces produkcji (np. czy stosowane są materiały zawierające ołów oraz czy emisja ścieków / spalin spełnia normy).

Skontaktuj się z producentami i sprawdź, czy projekt spełnia wymagania procesowe (np. minimalna szerokość linii/odstępy, możliwości sprzętu, optymalizacja projektu).

Sprawdź racjonalność ustawień punktów testowych i normalność interfejsu, a także zbadaj niewystarczającą liczbę punktów testowych lub niewygodne położenia (zaplanuj ponownie punkty testowe).

Płytki PCB z nośnikami układów scalonych kładą większy nacisk na połączenia układów scalonych, a przy tym charakteryzują się mniejszym rozmiarem, większą precyzją, gęstszym okablowaniem i wyższymi wymaganiami dotyczącymi integralności sygnału i rozpraszania ciepła.

Oceń zdolność produkcyjną dostawców, kontrolę jakości, poziom techniczny, cenę i czas dostawy (np. sprawdzając odpowiednie certyfikaty i zaawansowanie sprzętu).

Rozsądnie kontroluj ilość zapasów na podstawie planów produkcji i prognoz popytu, przeprowadzaj regularne kontrole zapasów i korzystaj z metody klasyfikacji ABC, aby zapobiegać nadmiernym zapasom lub niedoborom.

Aby odzyskać miedź i metale szlachetne, można zastosować fizyczny demontaż i obróbkę chemiczną (np. wyługowanie kwasem w celu odzyskania miedzi, zgodnie z wymogami ochrony środowiska).