Naka-embed na PCB

Ang isang naka-embed na PCB ay isang circuit board na may mga elektronikong bahagi (tulad ng mga chip, resistor, at capacitor) na direktang naka-embed sa mga panloob na layer nito, na binabawasan ang laki at nagpapabuti ng pagganap.

Maaaring ibaon ng mga naka-embed na PCB ang ilang bahagi upang mabawasan ang pagsakop sa espasyo at paikliin ang mga signal path; ang mga bahagi sa mga ordinaryong PCB ay kadalasang naka-mount sa ibabaw.

Angkop para sa mga senaryo na may matataas na kinakailangan para sa laki at performance, tulad ng mga smartphone, wearable device, radar ng sasakyan, at kagamitan sa aerospace.

Pagsusuri ng pangangailangan → disenyong eskematiko → pagpaplano ng layout (kabilang ang mga naka-embed na bahagi) → disenyo ng pagruruta (tumuon sa integridad ng signal) → pagsusuri ng panuntunan sa disenyo → output ng board file.

Isaalang-alang ang dielectric constant, loss factor, at thermal expansion coefficient. Para sa mga high-frequency na aplikasyon, pumili ng mga low-dielectric-constant at low-loss na materyales; para sa mataas na thermal stability, pumili ng mga materyales na may mababang thermal expansion coefficient.

Paglalatag ng mga bahagi ayon sa mga functional module upang paikliin ang mga signal path; ikalat ang mga bahaging lumilikha ng init para sa pagpapakalat ng init; ilagay ang mga sensitibong bahagi palayo sa mga pinagmumulan ng ingay; isaalang-alang ang posibilidad ng proseso.

Ang mga resistor ay ginagawa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga resistive na materyales sa dielectric layer; ang mga capacitor ay gumagamit ng mga high-dielectric na materyales na pinahiran ng copper foil o substrates; ang mga inductor ay naisasagawa sa pamamagitan ng mga spiral coil sa pagitan ng mga layer.

Tiyakin ang maaasahang koneksyon ng kuryente, isaalang-alang ang pagkalat ng init, kakayahang masubukan, at mapanatili, at sundin ang mga alituntunin sa disenyo ng mga tagagawa ng chip.

Planuhin ang mga patong ng kuryente at lupa ayon sa pagkonsumo ng kuryente, tiyakin ang integridad ng power plane, bawasan ang panloob na resistensya at pagbaba ng boltahe, at magbigay ng matatag na suplay ng kuryente.

Kontrolin ang haba ng trace, itakda ang lapad at espasyo ng trace nang makatwiran upang mabawasan ang crosstalk, itugma ang impedance para sa mga high-speed signal, at bawasan ang epekto ng mga via parasitic parameter.

Depende sa mga materyales at disenyo ng pagruruta, maaari itong umabot ng ilang Gbps o mas mataas pa gamit ang wastong disenyo, tulad ng mahigit 10 Gbps sa mga high-end na aparato sa komunikasyon.

Gumamit ng mga pormula tulad ng microstrip line formula (Z0 = (87/√(εr+1.41))×ln(5.98H/(0.8W+T))) o mga stripline formula, o gumamit ng design software para sa pagkalkula.

Apektado ng pagkawala ng materyal (pagkawala ng dielectric/conductor), haba ng bakas, dalas ng signal, bilang ng mga vias, at impedance mismatch.

Paghiwalayin ang mga layout ng analog at digital circuit, protektahan ang mga sensitibong signal, tiyakin ang integridad ng mga power at ground plane, gumamit ng mga filter circuit, at i-optimize ang mga trace upang mabawasan ang loop area.

Maglagay ng malalaking grounding plane, dagdagan ang grounding vias, paikliin ang grounding paths, at piliin ang single-point/multi-point/hybrid grounding ayon sa frequency.

Suriin ang mga parametro tulad ng impedance ng network ng kuryente, pagbaba ng boltahe, at distribusyon ng kuryente sa pamamagitan ng simulation software upang suriin ang mga epekto at i-optimize.

Malakas na kakayahang kontra-panghihimasok, pinipigilan ang common-mode interference, pinapabuti ang transmission rate at reliability, at pinapadali ang high-density routing.

Panatilihin ang pagtutugma ng haba (pagkakaiba ≤ 10% ng distansya ng transmisyon na naaayon sa gilid ng pagtaas ng signal), pare-parehong lapad at espasyo ng trace, kontrolin ang impedance (hal., 100Ω), at iwasan ang crosstalk.

Bawasan ang laki ng via, dagdagan ang anti-pad, magdagdag ng grounding vias sa paligid, at kontrolin ang aspect ratio (≤6).

Magsagawa ng mga pagsusuri sa integridad ng signal, integridad ng kuryente, at simulasyon ng EMI, at subukan ang mga prototype (hal., gamit ang mga network analyzer at oscilloscope).

Natutukoy sa pamamagitan ng taas ng bahagi, bilang ng mga patong, lakas ng makina, at mga senaryo ng aplikasyon, tulad ng 0.5-1.5mm para sa mga PCB ng mobile phone at 1.6-3.2mm para sa mga kagamitang pang-industriya.

Isaalang-alang ang pag-assemble kasama ng iba pang mga bahagi, lakas ng makina, espasyo sa pagpapakalat ng init, at ang epekto ng pagkakabit ng bahagi sa mekanikal na pagganap.

Makatwirang ihanay ang mga bahaging lumilikha ng init, magdagdag ng mga channel ng pagpapakalat ng init (hal., mga butas ng init, copper foil), pumili ng mga materyales na may mataas na thermal conductivity, magdagdag ng mga aparato sa pagpapakalat ng init kung kinakailangan, at i-optimize sa pamamagitan ng thermal simulation.

Kabilang sa mga karaniwang pamamaraan ang pagkabit ng tornilyo, pagkabit ng clip, at pagkabit ng welding, na angkop para sa mga sitwasyong may mataas na maintenance, maginhawang pag-install, at may mataas na estabilidad, ayon sa pagkakabanggit.

Pagbutihin ang mekanikal na lakas sa pamamagitan ng pagpapakapal ng board o pagdaragdag ng mga stiffener, pantay na pamamahagi ng bigat, paggamit ng mga materyales na sumisipsip ng shock para sa buffering, at pagpapatibay ng mga pangunahing bahagi.

Itugma ang pambalot ng aparato, iwasan ang matutulis na gilid, isaalang-alang ang mga proseso ng produksyon (hal., pagputol, pag-stamping), at magdisenyo ng mga istrukturang gabay na plug-in.

Maglagay ng three-proofing na pintura, gumamit ng mga waterproof connector, magsagawa ng sealing treatment, at iwasang ilagay ang mga pangunahing bahagi sa mga lugar na madaling matubigan/maalikabok habang ginagawa ang layout.

Ang mataas na temperatura ay maaaring magdulot ng paglawak ng board at pagbabago ng parameter ng component; ang mababang temperatura naman ay maaaring magpahina sa mga materyales. Ang mga industrial-grade PCB ay gumagana sa -40℃~85℃, na may mas mahigpit na mga kinakailangan sa military-grade.

Suriin ang deformation at distribusyon ng stress sa pamamagitan ng mechanical stress simulation, at magsagawa ng impact, vibration tests, at long-term aging tests.

Ang iba't ibang materyales ay may iba't ibang lakas mekanikal at koepisyent ng thermal expansion. Halimbawa, ang FR-4 ay may mahusay na komprehensibong pagganap ngunit medyo mataas na koepisyent ng thermal expansion, habang ang mga materyales na polyimide ay nag-aalok ng mas mahusay na thermal stability at mekanikal na lakas.

Ang mga naka-embed na PCB ay nangangailangan ng mga karagdagang proseso para sa pag-embed ng mga bahagi, tulad ng paggawa ng istruktura ng interlayer at mas tumpak na laminasyon, na may mas mataas na mga kinakailangan para sa katumpakan ng pagbabarena at paglalagay ng kalupkop.

Kabilang ang lamination, micro-via processing (aperture ≤50μm), component embedding, at surface treatment (hal., gold plating, tin spraying).

Tukuyin ang mga tiyak na tolerance sa disenyo, gumamit ng mga kagamitang may mataas na katumpakan (tulad ng mga CNC drilling machine), at magsagawa ng mahigpit na inspeksyon sa dimensyon at mga pagsasaayos ng proseso sa bawat pamamaraan.

Siyasatin ang mga hilaw na materyales (mga tabla, mga bahagi), subaybayan ang mga parametro ng lamination/drilling/plating, gumamit ng mga X-ray at flying probe test upang matukoy ang mga panloob na koneksyon at pagganap ng kuryente, at magsagawa ng buong inspeksyon ng mga natapos na produkto.

Mga bula/delaminasyon sa laminasyon, maling pagkakahanay ng pagbabarena/hindi pantay na siwang, mahinang koneksyon ng bahagi/short circuit, mahinang paggamot sa ibabaw, paglihis ng dimensyon, atbp.

I-optimize ang temperatura, presyon, at mga parametro ng oras ng lamination, i-pre-treat ang mga board upang maalis ang kahalumigmigan at mga dumi, at gumamit ng vacuum lamination upang maglabas ng hangin.

Gumamit ng mga kagamitan sa pagbabarena na may mataas na katumpakan upang kontrolin ang mga parametro, magsagawa ng micro-etching sa mga dingding ng butas upang mapabuti ang pagdikit ng copper plating, at matukoy ang kalidad sa pamamagitan ng metallographic sectioning.

Suriin at subukan ang mga bahagi bago i-embed, i-optimize ang mga proseso ng pag-embed upang matiyak ang matibay na koneksyon, at magsagawa ng komprehensibong mga pagsubok sa kuryente at mga eksperimento sa pagiging maaasahan pagkatapos ng paggawa.

Apektado ng gastos sa materyales (mas mahal ang mga materyales na may mataas na pagganap), kasalimuotan ng proseso (hal., micro-vias, component embedding), dami ng produksyon, at gastos sa inspeksyon.

Siyasatin ang teknikal na kalakasan (kagamitan, proseso), mga sistema ng kontrol sa kalidad, mga kaso ng produksyon, mga review ng customer, mga sipi, at mga oras ng paghahatid.

Kabilang ang biswal na inspeksyon, pagsusuring elektrikal (multimeter, oscilloscope, network analyzer), pagsusuring pang-andar, inspeksyon ng X-ray, pagsusuri sa lumilipad na probe, atbp.

Gumamit ng bed-of-nails ng isang ICT device upang makipag-ugnayan sa mga test point at matukoy ang mga electrical parameter ng component, short circuit, open circuit, parameter deviations, atbp. Kailangang ilaan ang mga test point sa disenyo.

Gayahin ang aktwal na kapaligiran sa pagtatrabaho, komprehensibong subukan ang mga tungkulin, sundin ang pagkakasunud-sunod mula sa pangunahin hanggang sa masalimuot na mga pagsubok, at itala at suriin ang mga anomalya.

Gamitin ang JTAG interface upang patakbuhin ang mga internal boundary scan cell ng chip, tukuyin ang mga pin states at inter-chip connection, at tukuyin ang mga open at short circuit fault.

Una, obserbahan ang hitsura (mga nasunog na bahagi, mga basag na solder joint), pagkatapos ay magsagawa ng mga electrical test upang paliitin ang saklaw ng fault, suriin ang mga posibleng koneksyon batay sa eskematiko, at gamitin ang substitution method upang matukoy ang fault point.

Medyo mataas, dahil ang mga bahagi ay nasa mga panloob na patong. Kinakailangan nito ang maingat na pag-alis ng mga pang-itaas na patong upang malantad ang fault point, muling paglalagay ng laminate upang maibalik ang integridad pagkatapos ng maintenance, at pag-iwas sa mga impact sa iba pang mga circuit.

Gumamit ng mga kagamitang may mataas na katumpakan tulad ng mga kagamitan sa micro-spot welding at mga precision tweezers. Planuhin nang maaga ang pamamaraan ng pagpapanatili at gumamit ng lokal na pagpapainit upang makontrol ang temperatura.

Magsagawa ng mga pagsubok sa kuryente (integridad ng signal, integridad ng kuryente), mga pagsubok sa paggana, at mga pagsubok sa pagiging maaasahan (pagtanda, panginginig ng boses).

Bumuo ng mga plano sa pagsubok, mga pamamaraan sa pag-diagnose ng depekto, mga detalye ng operasyon ng pagpapanatili, at mga proseso ng pag-verify ng kalidad.

Mga kagamitan sa pagsubok: multimeter, oscilloscope, network analyzer, atbp. Mga kagamitan sa pagpapanatili: kagamitan sa micro-spot welding, hot air gun, atbp.

Isaalang-alang ang katumpakan ng resistensya, rating ng kuryente, at koepisyent ng temperatura. Pumili ng mga resistor batay sa mga kinakailangan ng circuit.

Ginagamit para sa pagsala, pag-decoupling, pag-iimbak ng enerhiya, signal coupling, atbp.

Tukuyin batay sa operating frequency, inductance, at kapasidad ng kuryente. Para sa power filtering, isaalang-alang ang ripple at load current.

Isaalang-alang ang pagganap, pagkonsumo ng kuryente, uri ng pakete, pagiging maaasahan, at suporta ng tagagawa.

Itugma ang mga parametrong elektrikal at pisikal na dimensyon habang nagdidisenyo. Pumili ng mga bahaging tugma sa mga materyales at proseso ng board, at magsagawa ng pag-verify ng simulasyon.

Para sa mga passive component, kontrolin ang temperatura at oras upang maiwasan ang cold soldering. Para sa mga aktibong component, gumamit ng high-precision na kagamitan (hal., reflow soldering) upang matiyak ang maaasahang koneksyon at maiwasan ang thermal damage.

Tantyahin ang habang-buhay sa pamamagitan ng pinabilis na mga pagsubok sa pagtanda, datos ng tagagawa, at pangmatagalang pagsubaybay sa aktwal na datos ng pagkabigo.

Resistance: value drift/open circuit. Capacitor: leakage/short circuit. Inductor: pagbabago ng inductance/short ng winding. Chip: functional failure/mga depekto sa pin.

Magtabi ayon sa kategorya na may proteksyon laban sa kahalumigmigan at ESD. Magpanatili ng sistema ng imbentaryo upang maitala ang impormasyon, magsagawa ng regular na pagkuha ng sample, at makatwirang makontrol ang mga antas ng stock.

Dagdagan ang trace spacing (≥3×width), gumamit ng ground isolation, i-optimize ang routing topology, at match impedance.

Maglagay ng mga parasitic parameter, na posibleng magdulot ng pagkawala at pagkaantala sa matataas na frequency. Ang mga via para sa mga signal na higit sa 10GHz ay ​​dapat may diameter na

Magdagdag ng mga ESD protection device (hal., mga TVS diode), mag-set up ng mga ESD discharge path, at panatilihin ang mga pangunahing signal trace na ≥2mm mula sa mga gilid ng board.

Gumamit ng X-ray upang siyasatin ang mga panloob na dugtungan ng panghinang. Ang taas ng dugtungan ay dapat na 0.4-0.6mm, na may void rate na ≤15%.

ENIG para sa high-frequency at precision soldering. OSP para sa mababang halaga (bisa 6-8 buwan). Immersion tin para sa wave soldering.

Maayos na ihanay ang mga takip ng panangga na may grounding impedance na

Diyametro ng Via na 0.3-0.5mm, pagitan na ≤1mm, ≥100 vias/cm² upang matiyak ang kahusayan sa pagpapakalat ng init.

Mga linya ng datos ng DDR4: tolerance sa haba ±5mil. Mga pares ng diperensyal na PCIe: ±2mil.

Magdagdag ng mga decoupling capacitor (0.1μF para sa high frequency, 10μF para sa low frequency). Panatilihing

Pamantayan ng IPC: ≤0.7% para sa mga prosesong walang lead, ≤0.5% sa mga lugar ng BGA.

Gumamit ng dynamic voltage scaling, patayin ang mga idle module, at pumili ng mga low-IQ chip (hal., TI MSP430 series).

Bawasan ang pagkawala ng signal at mga parasitic parameter, dagdagan ang routing density. Mas mataas ang gastos nang 20%-30% kaysa sa mga through-hole via.

Gumamit ng CAM350 o Altium DFM tools upang suriin ang minimum trace width/spacing (≥6mil), aspect ratio (≤8:1), atbp.

Mga karaniwang pamamaraan: pinturang may tatlong proofing (0.1-0.3mm ang kapal), nano-coating (

Gumamit ng fan-out na disenyo upang mabawasan ang pressure sa pagruruta ng BGA. Ang 4-layer boards ay akma sa 80% ng mga regular na pangangailangan; ≥6 na layer para sa mga high-speed na disenyo.

Suriin ang kalinisan ng pad, kapal ng solder paste (0.12-0.15mm), at temperatura ng reflow (peak 235-245℃).

Gumamit ng 500V megohmmeter. Ang resistensya sa pagkakabukod ay dapat na ≥100MΩ sa ≤60% na halumigmig.

Gumamit ng mga termination resistor (hal., DDR ODT function) at impedance tapering. Tiyaking ang impedance variation ay

1oz tanso (35μm): ~1A/mm lapad ng bakas. 2oz: ~1.5A/mm (pagtaas ng temperatura

Nakakatulong ang itim sa pagpapakalat ng init ngunit mahirap itong suriin. Pinakakaraniwan ang berde. Ang puti ay may mataas na repleksyon (≈80%).

Karaniwang diyametro: 0.4-0.8mm. Pitch: 0.5-1.0mm. Ang 0.5mm pitch ay nangangailangan ng mga bahaging 0201.

Gumamit ng simulation software tulad ng ANSYS, batay sa mga pagkakaiba ng CTE (hal., FR-4 15ppm/℃, copper 17ppm/℃).

Gumamit ng multi-stage filtering (π-type circuits). May power traces na ≥20mil ang lapad upang mabawasan ang path impedance.

Diyametro ≥0.6mm, pagitan ≥1.27mm. Tapos na ibabaw na ENIG, walang takip na solder mask.

Ang lawak ng single-ended signal loop ay

Gamitin ang SI9000 upang kalkulahin ang impedance, control tolerance na ±10%. Ilapat ang termination matching at topology optimization.

Balangkas: ±0.1mm. Diyametro ng butas: ±0.05mm. Lalim ng V-Cut: 1/3-2/3 ng kapal ng board.

Gumamit ng mga bakas na may haba na serpentine na may panangga sa lupa. Ilayo sa mga high-speed data lines at iwasan ang pagtawid ng mga layer.

Magsagawa ng mga pagsubok sa pinabilis na pagtanda (85℃/85%RH, 1000h) at mga pagsubok sa panginginig ng boses (5-500Hz, 2G acceleration).

Ang laki ng pad ay 0.1-0.2mm na mas malaki kaysa sa mga component lead. Ang lapad ng SMD pad ay 1.2-1.5× ang lapad ng lead.

Dagdagan ang thermal copper area, gumamit ng thermal adhesive (≥1W/mK), at buksan ang thermal vias sa ilalim ng mga power component.

Ayon sa IEC 61000-4-2: contact discharge ±8kV, air discharge ±15kV, na may normal na paggana.

Karaniwang kapal 15-25μm. Dapat na ganap na matakpan ang tanso upang maiwasan ang mga short circuit mula sa nakalantad na tanso.

Pagsamahin ang interactive at auto-routing. Itakda ang mga prayoridad sa pagruruta, kung saan ang mga kritikal na signal ay unang iruruta.

Painitin muna: 120-150℃ (60-90s). Reflow: 217-230℃ (40-60s). Bilis ng paglamig: 3-6℃/s.

Single-point o multi-point grounding. Multi-point para sa mga high-frequency circuit (>10MHz), na may grounding resistance na

Isaalang-alang ang kapasidad ng kasalukuyang, resistensya sa pakikipag-ugnayan (

Obserbahan ang mga solder joint sa pamamagitan ng Metallographic section (metallographic sectioning), tuklasin ang mga depekto sa ibabaw gamit ang AOI, at suriin ang komposisyon ng elemento gamit ang XRF.

Espasyo 5mil, impedance 100±10Ω, pagkakaiba sa haba