Vgrajena tiskana vezja

Vgrajena tiskana vezja so vezja z elektronskimi komponentami (kot so čipi, upori in kondenzatorji), ki so neposredno vgrajene v njene notranje plasti, kar zmanjšuje velikost in izboljšuje delovanje.

Vgrajene tiskane vezije lahko nekatere komponente zakopljejo, da zmanjšajo zasedenost prostora in skrajšajo signalne poti; komponente na običajnih tiskanih vezijah so večinoma nameščene na površini.

Primerno za scenarije z visokimi zahtevami glede velikosti in zmogljivosti, kot so pametni telefoni, nosljive naprave, radarji za vozila in vesoljska oprema.

Analiza zahtev → shematska zasnova → načrtovanje postavitve (vključno z vgrajenimi komponentami) → zasnova usmerjanja (s poudarkom na integriteti signala) → preverjanje pravil načrtovanja → izhod datoteke plošče.

Upoštevajte dielektrično konstanto, faktor izgub in koeficient toplotnega raztezanja. Za visokofrekvenčne aplikacije izberite materiale z nizko dielektrično konstanto in majhnimi izgubami; za visoko toplotno stabilnost izberite materiale z nizkimi koeficienti toplotnega raztezanja.

Razporedite komponente po funkcionalnih modulih, da skrajšate poti signalov; razpršite komponente, ki ustvarjajo toploto, za odvajanje toplote; občutljive komponente postavite stran od virov šuma; preučite izvedljivost procesa.

Upori so izdelani z dodajanjem uporovnih materialov dielektrični plasti; kondenzatorji uporabljajo visokodielektrične materiale, prevlečene z bakreno folijo ali substrati; induktorji so realizirani s spiralnimi tuljavami med plastmi.

Zagotovite zanesljive električne povezave, upoštevajte odvajanje toplote, preizkušanje in vzdrževanje ter upoštevajte smernice proizvajalcev čipov za načrtovanje.

Načrtujte napajalne in ozemljitvene plasti glede na porabo energije, zagotovite celovitost napajalne ravnine, zmanjšajte notranji upor in padec napetosti ter zagotovite stabilno napajanje.

Nadzorujte dolžino sledi, razumno nastavite širino in razmik sledi, da zmanjšate presluh, prilagodite impedanco za visokohitrostne signale in zmanjšate vpliv parazitskih parametrov prehoda.

Odvisno od materialov in zasnove usmerjanja lahko z ustrezno zasnovo doseže več Gbps ali več, na primer več kot 10 Gbps v vrhunskih komunikacijskih napravah.

Uporabite formule, kot je formula za mikrotrakasto linijo (Z0 = (87/√(εr+1,41))×ln(5,98H/(0,8W+T))) ali formule za trakasto linijo, ali pa za izračun uporabite programsko opremo za načrtovanje.

Vplivajo izguba materiala (dielektrične/prevodniške izgube), dolžina sledi, frekvenca signala, število prehodnih priključkov in neusklajenost impedance.

Ločite analogne in digitalne vezja, zaščitite občutljive signale, zagotovite integriteto napajalnih in ozemljitvenih ravnin, uporabite filtrirne vezja in optimizirajte sledi za zmanjšanje površine zanke.

Nastavite velike ozemljitvene ravnine, povečajte ozemljitvene prehode, skrajšajte ozemljitvene poti in izberite enotočkovno/večtočkovno/hibridno ozemljitev glede na frekvenco.

Z uporabo programske opreme za simulacijo analizirajte parametre, kot so impedanca električnega omrežja, padec napetosti in porazdelitev toka, da ocenite vplive in optimizirate.

Močna sposobnost preprečevanja motenj, zatiranje motenj v običajnem načinu, izboljšanje hitrosti in zanesljivosti prenosa ter omogočanje usmerjanja z visoko gostoto.

Ohranite ujemanje dolžine (razlika ≤ 10 % prenosne razdalje, ki ustreza robu naraščanja signala), enakomerno širino in razmik sledi, krmilno impedanco (npr. 100 Ω) in se izogibajte presluhu.

Zmanjšajte velikost prehoda, povečajte anti-pad, dodajte ozemljitvene prehode naokoli in nadzorujte razmerje stranic (≤6).

Izvedite analize celovitosti signala, celovitosti napajanja in simulacije EMI ter testirajte prototipe (npr. z uporabo omrežnih analizatorjev in osciloskopov).

Določeno z višino komponente, številom plasti, mehansko trdnostjo in scenariji uporabe, na primer 0,5–1,5 mm za tiskana vezja mobilnih telefonov in 1,6–3,2 mm za industrijsko opremo.

Upoštevajte sestavljanje z drugimi komponentami, mehansko trdnost, prostor za odvajanje toplote in vpliv vgradnje komponent na mehanske lastnosti.

Razumno razporedite komponente, ki oddajajo toploto, dodajte kanale za odvajanje toplote (npr. toplotne luknje, bakreno folijo), izberite materiale z visoko toplotno prevodnostjo, po potrebi dodajte naprave za odvajanje toplote in optimizirajte s toplotno simulacijo.

Običajne metode vključujejo pritrditev z vijaki, pritrditev s sponkami in pritrditev z varjenjem, ki so primerne za scenarije, ki zahtevajo veliko vzdrževanja, priročno namestitev in visoko stabilnost.

Izboljšajte mehansko trdnost s povečanjem debeline plošče ali dodajanjem ojačitev, enakomerno porazdelite težo, uporabite materiale, ki absorbirajo udarce, za blaženje in ojačajte ključne komponente.

Ujemite ohišje naprave, izogibajte se ostrim robovom, upoštevajte proizvodne procese (npr. rezanje, štancanje) in oblikujte vtične vodilne strukture.

Med postavitvijo nanesite troslojno barvo, uporabite vodoodporne konektorje, izvedite tesnilno obdelavo in se izogibajte nameščanju ključnih komponent na mesta, kjer je izpostavljena vodi/prahu.

Visoke temperature lahko povzročijo raztezanje plošče in zdrs parametrov komponent; nizke temperature lahko povzročijo krhkost materialov. Industrijske tiskane vezijke delujejo pri -40 ℃~85 ℃, z strožjimi vojaškimi zahtevami.

Analizirajte porazdelitev deformacij in napetosti s simulacijo mehanskih napetosti ter izvedite udarne in vibracijske teste ter teste dolgotrajnega staranja.

Različni materiali imajo različne mehanske trdnosti in koeficiente toplotnega raztezanja. Na primer, FR-4 ima dobre celovite lastnosti, vendar relativno visok koeficient toplotnega raztezanja, medtem ko poliimidni materiali ponujajo boljšo toplotno stabilnost in mehansko trdnost.

Vgrajene tiskane vezja zahtevajo dodatne postopke za vgradnjo komponent, kot sta izdelava vmesnih struktur in natančnejša laminacija, z višjimi zahtevami glede natančnosti vrtanja in nanašanja prevlek.

Vključno z laminiranjem, obdelavo mikroprehodov (odprtina ≤ 50 μm), vgradnjo komponent in površinsko obdelavo (npr. pozlačevanje, brizganje kositra).

Pri načrtovanju določite natančne tolerance, uporabite visoko precizno opremo (kot so CNC vrtalni stroji) in v vsakem postopku izvajajte stroge dimenzijske preglede in prilagoditve procesa.

Pregledujte surovine (plošče, komponente), spremljajte parametre laminiranja/vrtanja/galvanizacije, uporabljajte rentgenske in leteče sonde za odkrivanje notranjih povezav in električnih lastnosti ter izvajajte popoln pregled končnih izdelkov.

Mehurčki/razslojevanje laminacije, nepravilna poravnava vrtanja/neenakomerna odprtina, slaba povezava komponent/kratek stik, slaba površinska obdelava, dimenzijsko odstopanje itd.

Optimizirajte temperaturo, tlak in časovne parametre laminiranja, predhodno obdelajte plošče za odstranitev vlage in nečistoč ter uporabite vakuumsko laminiranje za odstranitev zraka.

Z visoko precizno vrtalno opremo nadzorujte parametre, izvajajte mikro jedkanje na stenah lukenj za izboljšanje oprijema bakrenih prevlek in zaznavajte kakovost z metalografskim rezanjem.

Pred vgradnjo pregledajte in preizkusite komponente, optimizirajte postopke vgradnje za zagotovitev trdnih povezav ter po izdelavi izvedite celovite električne teste in poskuse zanesljivosti.

Vplivajo stroški materiala (visokozmogljivi materiali so dražji), kompleksnost procesa (npr. mikro prehodi, vgradnja komponent), količina proizvodnje in stroški pregleda.

Preučite tehnično moč (oprema, procesi), sisteme nadzora kakovosti, proizvodne primere, ocene strank, ponudbe in dobavne roke.

Vključno z vizualnim pregledom, električnim testiranjem (multimeter, osciloskop, analizator omrežja), funkcionalnim testiranjem, rentgenskim pregledom, testiranjem z letečo sondo itd.

Za stik z merilnimi točkami in zaznavanje električnih parametrov komponent, kratkih stikov, odprtih tokokrogov, odstopanj parametrov itd. uporabite žeblje naprave IKT. Merilne točke je treba v načrtu rezervirati.

Simulirajte dejansko delovno okolje, celovito preizkusite funkcije, sledite vrstnemu redu od osnovnih do kompleksnih testov ter zabeležite in analizirajte anomalije.

Z vmesnikom JTAG lahko upravljate celice za skeniranje notranjih meja čipa, zaznavate stanja pinov in medčipnih povezav ter prepoznavate napake zaradi odprtega stika in kratkega stika.

Najprej opazujte videz (zgorele komponente, razpokane spajkalne spoje), nato izvedite električne preizkuse, da zožite obseg napak, analizirajte možne povezave na podlagi sheme in z metodo substitucije določite točko napake.

Relativno visoka, saj so komponente v notranjih plasteh. Zahteva skrbno odstranitev zgornjih plasti, da se odkrije točka napake, ponovno laminiranje za obnovitev celovitosti po vzdrževanju in izogibanje vplivom na druga vezja.

Uporabljajte visoko precizna orodja, kot sta oprema za mikrotočkovno varjenje in precizna pinceta. Načrtujte vzdrževalni program vnaprej in uporabljajte lokalno ogrevanje za nadzor temperature.

Izvedite električne teste (celovitost signala, celovitost napajanja), funkcionalne teste in teste zanesljivosti (staranje, vibracije).

Razviti načrte testiranja, postopke diagnosticiranja napak, specifikacije vzdrževalnih operacij in postopke preverjanja kakovosti.

Testna oprema: multimeter, osciloskop, analizator omrežja itd. Vzdrževalna oprema: oprema za mikrotočkovno varjenje, pištola za vroč zrak itd.

Upoštevajte natančnost upornosti, nazivno moč in temperaturni koeficient. Izberite upore glede na zahteve vezja.

Uporablja se za filtriranje, ločevanje, shranjevanje energije, spajanje signalov itd.

Določite na podlagi delovne frekvence, induktivnosti in tokovne zmogljivosti. Pri filtriranju moči upoštevajte valovanje in tok obremenitve.

Upoštevajte zmogljivost, porabo energije, vrsto ohišja, zanesljivost in podporo proizvajalca.

Med načrtovanjem uskladite električne parametre in fizične dimenzije. Izberite komponente, ki so združljive z materiali in postopki na plošči, ter izvedite simulacijsko preverjanje.

Pri pasivnih komponentah nadzorujte temperaturo in čas, da preprečite hladno spajkanje. Za aktivne komponente uporabite visoko precizno opremo (npr. spajkanje s ponovnim spajkanjem), da zagotovite zanesljive povezave in preprečite toplotne poškodbe.

Ocenite življenjsko dobo s pospešenimi testi staranja, podatki proizvajalca in dolgoročnim spremljanjem dejanskih podatkov o okvarah.

Upornost: nihanje vrednosti/odprt tokokrog. Kondenzator: uhajanje/kratek stik. Induktor: sprememba induktivnosti/kratek stik navitja. Čip: okvara delovanja/napake na pinu.

Skladiščite po kategorijah z zaščito pred vlago in elektrostatično razelektritvijo. Vzdržujte sistem zalog za beleženje informacij, redno vzorčenje in razumen nadzor nad količino zalog.

Povečajte razmik med sledi (≥3ךirina), uporabite ozemljitveno izolacijo, optimizirajte topologijo usmerjanja in uskladite impedanco.

Uvajajo parazitske parametre, ki lahko povzročijo izgubo in zakasnitev pri visokih frekvencah. Prehodi za signale nad 10 GHz morajo imeti premer

Dodajte naprave za zaščito pred elektrostatično razelektritvijo (npr. TVS diode), nastavite poti za razelektritev pred elektrostatično razelektritvijo in poskrbite, da bodo sledi ključnih signalov od robov plošče oddaljene ≥2 mm.

Za pregled notranjih spajkanih spojev uporabite rentgensko slikanje. Višina spoja mora biti 0,4–0,6 mm, delež praznin pa ≤ 15 %.

ENIG za visokofrekvenčno in precizno spajkanje. OSP za nizke stroške (veljavnost 6–8 mesecev). Potopni kositer za valovno spajkanje.

Pravilno namestite oklepne pokrove z ozemljitveno impedanco

Premer odprtin 0,3–0,5 mm, razmik ≤ 1 mm, ≥ 100 odprtin/cm² za zagotovitev učinkovitosti odvajanja toplote.

Podatkovne linije DDR4: toleranca dolžine ±5 mil. Diferencialni pari PCIe: ±2 mil.

Dodajte ločilne kondenzatorje (0,1 μF za visoke frekvence, 10 μF za nizke frekvence). Razmik med napajalnimi in ozemljitvenimi plastmi naj bo

Standard IPC: ≤0,7 % za postopke brez svinca, ≤0,5 % na območjih BGA.

Uporabite dinamično skaliranje napetosti, izklopite module v stanju mirovanja in izberite čipe z nizkim IQ (npr. serija TI MSP430).

Zmanjšajte izgubo signala in parazitske parametre, povečajte gostoto usmerjanja. Stroški so 20–30 % višji od prehodnih odprtin.

Za preverjanje minimalne širine/razmika sledi (≥6 mil), razmerja stranic (≤8:1) itd. uporabite orodja CAM350 ali Altium DFM.

Običajne metode: troslojna impregnacijska barva (debelina 0,1–0,3 mm), nanopremaz (

Za zmanjšanje pritiska na usmerjanje BGA uporabite razpršeno zasnovo. 4-slojne plošče ustrezajo 80 % običajnih potreb; ≥6 plasti za visokohitrostne zasnove.

Preverite čistočo spajkalne blazinice, debelino spajkalne paste (0,12–0,15 mm) in temperaturo ponovnega taljenja (najvišja 235–245 ℃).

Uporabite megaohmmeter 500 V. Izolacijska upornost mora biti ≥100 MΩ pri ≤60 % vlažnosti.

Uporabite zaključne upore (npr. s funkcijo DDR ODT) in zožitev impedance. Zagotovite, da je nihanje impedance

28 g bakra (35 μm): širina sledi ~1 A/mm. 60 g: ~1,5 A/mm (dvig temperature

Črna barva pomaga pri odvajanju toplote, vendar jo je težko pregledati. Zelena je najpogostejša. Bela ima visoko odbojnost (≈80 %).

Tipični premer: 0,4–0,8 mm. Korak: 0,5–1,0 mm. Korak 0,5 mm zahteva komponente 0201.

Uporabite simulacijsko programsko opremo, kot je ANSYS, ki temelji na razlikah CTE (npr. FR-4 15 ppm/℃, baker 17 ppm/℃).

Uporabite večstopenjsko filtriranje (π-tip vezja). Širina napajalnih sledi ≥ 20 mil za zmanjšanje impedance poti.

Premer ≥0,6 mm, razmik ≥1,27 mm. Površinska obdelava ENIG, brez prekrivanja s spajkalno masko.

Površina enostranske signalne zanke

Za izračun impedance uporabite SI9000, toleranco krmiljenja ±10 %. Uporabite ujemanje zaključkov in optimizacijo topologije.

Obris: ±0,1 mm. Premer luknje: ±0,05 mm. Globina V-reza: 1/3–2/3 debeline plošče.

Uporabite serpentinske sledi z usklajeno dolžino in ozemljitveno zaščito. Izogibajte se visokohitrostnim podatkovnim linijam in križanju plasti.

Izvedite pospešene teste staranja (85 ℃/85 % relativne vlažnosti, 1000 ur) in vibracijske teste (5–500 Hz, pospešek 2 G).

Velikost kontaktnih blazinic je 0,1–0,2 mm večja od priključnih vodnikov komponent. Širina SMD kontaktnih blazinic je 1,2–1,5 × širina vodnika.

Povečajte površino bakra, uporabite termično lepilo (≥1 W/mK) in odprite termične prehode pod napajalnimi komponentami.

V skladu z IEC 61000-4-2: kontaktna razelektritev ±8 kV, zračna razelektritev ±15 kV, z normalnim delovanjem.

Tipična debelina 15–25 μm. Baker mora biti popolnoma prekrit, da se preprečijo kratki stiki zaradi izpostavljenega bakra.

Združite interaktivno in samodejno usmerjanje. Določite prioritete usmerjanja, pri čemer se kritični signali usmerijo najprej.

Predgrevanje: 120–150 ℃ (60–90 s). Reflow: 217–230 ℃ (40–60 s). Hitrost hlajenja: 3–6 ℃/s.

Enotočkovna ali večtočkovna ozemljitev. Večtočkovna za visokofrekvenčna vezja (> 10 MHz) z ozemljitveno upornostjo

Upoštevajte tokovno kapaciteto, kontaktno upornost (

Opazujte spajkalne spoje z metalografskim rezom (metalografsko rezanje), odkrijte površinske napake z AOI, analizirajte elementno sestavo z XRF.

Razmik 5 mil, impedanca 100±10 Ω, razlika dolžine