当前,高速PCB设计已广泛应用于通信、计算机、图形图像处理等领域,所有高附加值产品设计均向低功耗、低电磁辐射、高可靠性、小型化、轻量化迈进。为达成这些目标,通孔技术(THT)的设计与实施在高速PCB设计中至关重要。 通孔技术概述 通孔是多层PCB设计的核心要素之一。一个通孔由孔壁、焊盘、电源层隔离区三部分组成(如下图所示)。THT通过化学沉积在孔壁镀金属层,实现电路板各内层铜箔或平面的互联。通孔两端呈普通焊盘形状,可直接与顶底层走线连接,也可保持不连通。通孔兼具电气连接、元件固定定位双重功能。 按结构分类,通孔主要有三类: 贯穿孔:贯穿所有层,适用于内部互连或定位孔。工艺成熟、成本低
随着电子产品组装密度的不断提升,电子元器件与设备正朝着小型化、细间距甚至无引脚方向发展。本文将深入探讨兼容QFN(四方扁平无引脚封装)元件的优秀锡膏印刷技术,并详细阐述QFN元件与LCCC(无引脚陶瓷芯片载体)元件的特性。文章将基于QFN封装外观设计、QFN焊盘设计及QFN钢网开口设计,介绍QFN结构与焊盘设计要点。最后,将从锡膏成分、不锈钢钢网特性与参数、印刷环境、锡膏印刷工艺设计及印刷设备等维度,分析QFN元件的优秀锡膏印刷技术,探讨QFN元件锡膏印刷的主要缺陷,并分享兼容QFN元件的优秀锡膏印刷实施实战经验。 QFN与LCCC:两大主流无引脚封装 QFN与LCCC是最常见的两类无引脚元
随超大规模集成电路飞速发展,传统封装无法满足高集成、小尺寸、高 I/O 需求,新型封装应运而生。BGA (球栅阵列) 凭借克服传统封装多重局限的多样性,成为应用最广的主流封装。从焊接工艺视角,BGA 与 QFP 等传统封装差异不大,但引脚变为焊球,堪称电子装联革命,催生 CSP 等衍生封装。当前 BGA 焊接仍沿用传统 SMT 流程与设备。本文系统探讨 BGA 焊盘设计、锡膏印刷、贴装精度、回流温度曲线、焊接缺陷、检测返修及静电/烘烤等关键因素。 BGA 焊盘设计可行性 BGA 按间距分类,焊盘设计首要考量 CAD 布线可行性与 PCB 制造可行性。常用焊盘类型: • 狗骨焊盘 利用过
过孔是多层 PCB 跨层互联的导电通路。低频下过孔影响可忽略;但当频率超 1GHz、信号上升沿陡峭(≤1ns)时,过孔不再是简单电气连接,其对信号完整性的影响必须严肃对待。过孔表现为传输线上阻抗不连续的断点,引发信号反射。核心寄生效应为寄生电容与寄生电感:寄生电容延长信号上升沿、降低电路速度;寄生电感削弱旁路电容去耦能力、降低整个供电系统滤波效能。本文深度剖析过孔阻抗控制对信号完整性的影响,给出电路设计实战建议。 过孔对阻抗连续性的影响 根据 TDR (时域反射仪) 曲线,有无过孔时信号延迟显著不同。无过孔时信号传至第二测试孔耗时 458ps,有过孔时 480ps,过孔引入 22ps 延迟。
随着芯片封装技术发展,BGA(球栅阵列)已成为标准封装形式。对于数百引脚的芯片,BGA封装带来巨大优势。 BGA封装外形使芯片物理尺寸大幅缩小,焊球阵列取代QFP(方形扁平封装)的周边引脚,优势在多I/O引脚时尤为明显。BGA表面积随I/O引脚数线性增长,而QFP随平方增长,因此BGA为多引脚元件提供更好可制造性。I/O引脚数通常250-1089,具体取决于封装类型和尺寸。可制造性方面,BGA也优于QFP。BGA引脚为球状、二维阵列分布,间距大于QFP,作为硬球不因接触变形。对芯片厂商而言,BGA良率高,装配缺陷率通常0.3-5ppm/引脚,可视为近乎零缺陷。 基于上述原因,BGA封装芯片
LED(发光二极管)显示凭借高亮度、低能耗、长寿命、稳定性好等优势,已被电子行业广泛采用。随着点间距、稳定性、亮度、色深(灰度)等技术指标不断进步,印制电路板(PCB)在终端产品品质和可靠性方面面临越来越高的要求。 LED PCB制造难点 电路图形 LED侧电路线和焊盘高密度排布,制造过程中防刮伤是首要考量。建议实施曝光时按参考图设计高密度电路层。在盲孔填充工艺(VFP)的板面打磨和阻焊前打磨过程中,必须努力减少打磨划伤和成像缺陷。 轮廓公差 LED板当前轮廓公差通常为±0.1mm。但LED显示组装常要求更严格的±0.08mm或±0.05mm公差,给机械加工带来巨大挑战。追求高拼板利用率导
如今,射频/微波PCB广泛应用于手持无线设备、医疗、通信等商业领域。由于射频/微波电路是分布参数电路,易产生趋肤效应和耦合效应,实际PCB设计中干扰和辐射难以控制。常见问题包括数模电路交叉干扰、电源噪声干扰、不合理布局导致的类似干扰。因此,如何在PCB设计中平衡利弊、最大程度缩减干扰,是射频/微波PCB设计的核心课题。 每个设计各异,但经验是良师,制造工程师能为主要陷阱提供解决方案。本文将详细介绍和讨论射频/微波PCB设计准则。 如何确定基板材料? 作为电路设计早期阶段,PCB基板材料选择在射频/微波PCB设计中至关重要,优质基板材料有助于终端产品的卓越性能和高可靠性。选材时需关注相对介电
电子产品质量在很大程度上取决于装配工艺。整机装配是指根据设计文件、工艺流程和技术要求,将多种元器件和配件装配固定在电路板或机箱的特定位置,形成集成系统,经测试检验合格后成为成品,包装后分销至全球销售网点。 批量生产电子产品的工艺文件实际上由整个制造流程各阶段技术特征文件组成,主要分为:装配准备、分装和整机装配三个阶段。 a. 装配准备——指针对分装和整机装配在物料、工艺、制造组织方面的系列准备工作。 b. 制造组织准备——依据工艺文件确定作业流程和装配方式,分配作业操作和工程人员。 c. 装配工具设备准备——电子产品装配过程中常用的手动工具在整个装配流程中发挥重要作用。 整机装配的主要特点
EMC(电磁兼容性)是指电子设备在同一电磁环境中能够正常实现各自功能的共存状态。简单来说,EMC使电子设备能够独立、正常地工作,互不干扰,即这些设备在整个系统中相互兼容。由于EMC是通过控制EMI(电磁干扰)来实现的,因此它伴随着一系列关于EMI的研究而发展,包括EMI介绍、EMI研究、抗EMI解决方案和EMI管理。 EMC的基本原则 要减少数字信号与模拟信号之间的干扰,首先需要了解EMC的两大基本原则: 原则1:电路回路面积应最小化。 原则2:系统中只能使用单一参考平面。 一旦违背原则1,信号经过大面积回路,就会形成大环路天线;一旦违背原则2,存在两个参考平面,就会形成偶极子天线。这两种
笔记本PCB通常选6层或8层板,成本考量下6层是最优选择。但6层板EMC设计长期困扰设计师。笔记本开发设计流程复杂,EMC设计贯穿始终。实际上,最优EMC达成取决于三大核心考量,本文将详细介绍探讨。 首要考量:方案设计阶段 笔记本PCB设计首步是方案设计:确定产品整体宏观布局,包括芯片与过孔位置,而后EMC工程师评估调整芯片位置、过孔需求以满足EMC要求(如桥接位置、时钟芯片位置走线)。可绘制笔记本PCB草图辅助EMC评估。 EMC评估主要覆盖: 走线位置与布线:检查LCD与主板连接线走线、FFC/FPC连接器走线; PCB高度限制:高速信号线不可布零高度区(PCB含周边配置)。周边配置含
军航电子产品PCB需求 电子工程师为军工航天(简称「军航」)应用设计PCB时,必须考量细节与性能要求。军航产品普遍面临多工况、宽温域:既要耐极热(沙漠)又要耐极寒(南极);除极端温度,湿度也是关键考量。因此设计军航PCB时须审慎考虑产品特殊工况(温湿度)。 可靠性是军航产品核心关注点,作为可靠性关键维度,储存寿命是首要判断标准。以导弹为例:命中目标前不得爆炸,意味着良性环境下正常运行、储存寿命相对较短。工程师过去倾向简化军航电路板设计,因高可靠性要求。军航部门对新制造技术持观望态度,待对应行业验证可行后再采用。但当前功能需求迫使设计师突破简单设计经验,开始拥抱新兴PCB制造技术。 随着PCB技
薄膜微带电路广泛应用于微波通信、电子对抗(ECM)、航天工业等领域。制造薄膜集成电路(IC)时,采用沉积薄膜电阻材料制备高精度、高稳定性薄膜埋入电阻至关重要。薄膜IC对薄膜电阻要求严苛: a. 方阻范围足够宽; b. 电阻温度系数小; c. 与基板粘结力强; d. 性能稳定可靠; e. 沉积工艺简便; f. 耐高温加工、高功率、宽应用范围。 埋入式PCB简介 1959年Jack Kilby发明首个IC仅含两晶体管一电阻。如今复杂技术将数千万晶体管集成单芯片。电子产品向微型化多功能演进,埋入式无源元件技术应运而生以满足更高需求。无源/有源元件比约20:1,集成度提升比例上升。埋入无源元件使
微电子与宽带器件技术发展推动数字化进程,射频集成化迈向更高层级:带宽更宽、体积重量成本逐步降低。系统硬件配置与集成结构将发生革命性变革,硬件通用化成必然趋势。通过机载任务系统集成微型化设计,按频段功能将全系统天线汇总重构为少量天线,对天线、模拟电路、控制电路、数字电路、连接网络综合处理,构建宽频谱、多信道、自适应的射频收发系统。集成射频旨在降低成本、重量、体积,使成本可接受同时实用性可靠性提升。实验证明,通过共性、模块化、资源共享、可测试性、重构手段,集成系统MTBCF(关键故障平均间隔)可提升两倍。 集成射频设计分析 受端口空间、重量、体积、电源限制,机载任务系统采用集成设计实现同类功能资
电气产品天生伴随EMI(电磁干扰)。多功能电子产品满足多元期望,也引发一系列EMI问题,直接威胁人体健康与环境安全。汽车EMI问题尤为突出:影响车外无线电设备性能,干扰车内电子设备。因此,深入理解EMI并聚焦汽车电路设计预防技巧势在必行。 汽车电路EMI分析 EMI普遍存在于电子产品、器件、系统间。成因繁多但核心只有一个:静电放电(ESD)干扰。导致电路受静电干扰的因素有二:电路分布参数设计不合理、环境因素降低电路稳定性。 汽车承受EMI主要源自车载电气设备。传播方式含传导和辐射;干扰源含电路网络干扰、静电放电干扰、电磁辐射干扰等。 电路网络干扰:源自车内电气设备产生的干扰脉冲信号,以电磁
什么是阻焊层? 阻焊层,又称阻焊剂或阻焊膜/涂层,是覆盖在印制电路板(PCB)顶底两面无需焊接铜走线上的薄层,旨在保障PCB可靠性与高性能。树脂常作主材,因其在耐湿、绝缘、耐焊、耐高温及美观性上表现优异。 多数人认为PCB呈绿色,实为阻焊绿油颜色。阻焊层可呈现绿、白、蓝、黑、红、黄等多色,按需求选用。如:研发阶段(NPI)常用红色阻焊区分样板与量产板;黑色阻焊用于需部分/全裸露的板卡以匹配终端外壳颜色。同一块板两面甚至可用不同颜色阻焊,如Arduino Uno板所示: 阻焊层功能 随板密度飙升、SMT(表面贴装技术)因量效成为主流,阻焊层日益重要。顾名思义,阻焊层防止覆盖区发生焊锡桥接。回
笔记本电脑普及应用推动产品质量与制造效率提升成为核心课题,笔记本生产中的关键技术与质量控制备受关注。本文基于PCB设计、微型元件组装工艺、产线设计、PCB清洗等关键技术分析,研究如何提升自动化组装效率与产品良率。通过调整产品设计、关键工艺及有效质控,使自动化设备满足笔记本组装特性要求,为自动化设备在笔记本行业应用提供有效质量保障。 PCB设计 元件选型 当前笔记本超薄化趋势下,PCB需贴装微型元件,对组装工艺提出更高要求。选型时依据工艺、设备、整体设计需求,在确定元件电气性能功能后选择SMT封装形式结构,这对电路设计密度、可制造性、可测试性起决定性作用。每类元件有多种封装可选,工程师最好在定
电子技术持续进步,数字系统时钟频率升高、上升沿时间缩短,PCB系统已从单纯元件承载平台演变为高性能系统结构。从电气性能看,高速信号互连不再「瞬时透明」,高速PCB走线与板面特性对互连的影响不容忽视。能否成功解决高速信号互连引起的反射、串扰、延迟、阻抗匹配等信号完整性问题,保证信号传输质量,决定设计成败。 PCB信号完整性基础理论 高速电路判定原则 高速电路定义主要有两版: 1) 电路中数字信号传输线延迟超过上升沿时间20%,视为高速电路; 2) 数字/模拟电路频率达到或超过45-50MHz,视为高速电路。 Tᵣ为高速电路;L < Tᵣ为低速电路。Tᵣ为脉冲上升沿时间。 信号传输速度与脉冲上
作为元件应用平台,PCB(印制电路板)在电子产品中扮演关键角色:实现元件间电气连接,构成电子设备基础。其性能质量直接决定电子产品优劣。微电子技术飞速发展使众多电子产品协同工作,相互干扰日益加剧;PCB密度提升使设计质量成为决定干扰程度和抗干扰能力的关键。因此,除元件选型和电路设计外,优秀的元件布局走线也对PCB EMC(电磁兼容)设计至关重要,以确保电路实现最优性能。 EMC指设备/系统在电磁环境中正常工作、不向环境产生不可接受电磁干扰的能力。电磁干扰成因复杂,主要归结为工作频率过高、布局走线不当。在不可避免的高射频(RF)背景下,设计师实施PCB设计时应聚焦元件布局、走线、电源接地设计。不同
电子系统时钟频率不断提升,信号完整性问题逐渐显现:时序错误、传输线反射异常,严重影响电路系统正常运行。PCB走线日益紧凑导致串扰噪声产生、信号传输质量下降。针对高速数模混合电路,应根据信号运行实际情况合理实施PCB设计,解决信号完整性问题,持续提升信号传输质量,为各行业发展提供重要技术支撑。 高速数模混合电路信号完整性 信号完整性指信号线上信号的质量。为确保完整性,需满足空间完整性和电路相应要求:如最大输入需满足低电平要求;时间完整性需满足电路最小维持时间。 影响电路信号完整性的因素 1. 延迟 信号传输依赖PCB走线,传输过程中会产生延迟。信号延迟会影响电路系统时序,进而影响信号完整性。
随着电子元件封装技术向微型化、轻量化、高性能发展,提高元件功能密度、缩小输入输出端子间距已成趋势,这最好地体现在SMT(表面贴装技术)的自动化组装中。实现元件表面贴装的第一步是在PCB上制造对应焊盘以获得结构化PCB,继而通过钢网印刷在焊盘表面覆盖锡膏,最后加热使锡膏熔化形成元件引脚与PCB焊盘间的液态桥。在PCB阻焊层作用下,熔融锡膏被限制在对应焊盘区域内,防止焊点间桥接,从而实现芯片在PCB上的自动化组装。根据封装类型,圆形和矩形焊盘为主流选择,即BGA(球栅阵列)和QFN(四方扁平无引脚)封装。若想了解BGA,只需四步即可掌握。 QFN百科 相较其他封装,QFN设计为直接焊接在PCB或
工业技术