Éléments caractéristiques des cartes de circuits imprimés et solutions

Solutions d'inspection des caractéristiques électriques

(1) L'influence de la résistance, de l'inductance et de la capacité du conducteur a-t-elle été analysée ?

Solution : Adoptez une méthode combinée d'analyse par simulation et de tests réels. Utilisez des outils de simulation SI/PI (par exemple, HyperLynx, ADS) pour extraire les paramètres parasites avant la mise en page, en analysant l'intégrité des signaux haute fréquence et l'impédance du réseau d'alimentation électrique. Pour les circuits à haute vitesse, mettez en œuvre une conception d'adaptation d'impédance et une optimisation de la topologie, vérifiées par des mesures de réflectométrie dans le domaine temporel. Établissez des règles de conception des circuits imprimés, en fixant des exigences strictes en matière d'adaptation de la longueur et de la largeur pour les lignes de signaux critiques (par exemple, horloges, paires différentielles). Utilisez la méthode à quatre fils pour mesurer la résistance des conducteurs au niveau du milliohm, un analyseur de réseau pour les paramètres d'inductance et un mesureur LCR pour la capacité distribuée. Comparez les résultats avec les spécifications de conception afin de vous assurer que les paramètres parasites se situent dans les limites autorisées, ce qui permet d'éviter la distorsion des signaux, les problèmes de synchronisation et les interférences électromagnétiques.

(2) L'espacement et la forme des fixations des conducteurs répondent-ils aux exigences en matière d'isolation ?

Solution : Mettre en œuvre une double vérification de la DFM (conception pour la fabricabilité) et de la DFA (conception pour la fiabilité). Déterminer l'espacement minimum en fonction du niveau de tension sur la base des normes IPC-2221 (par exemple, espacement de 0,1 mm pour 100 V CC). Utiliser un logiciel de FAO pour les contrôles automatiques d'espacement, en mettant en œuvre une conception d'isolation renforcée pour les zones à haute tension (par exemple, les modules d'alimentation).Optimisez les angles des conducteurs en utilisant des angles de 45 degrés ou des arcs afin d'éviter la concentration du champ électrique due aux angles vifs. Effectuez des tests de tension de tenue en appliquant 2 à 3 fois la tension de fonctionnement pendant 1 minute, afin de vous assurer qu'aucune rupture ne se produit. Mettez en œuvre une simulation de champ électromagnétique pour les circuits à haute fréquence, en analysant les effets de champ marginal afin de vous assurer que les exigences d'isolation sont respectées dans les conditions de fonctionnement réelles.

(3) Les valeurs de résistance d'isolement sont-elles contrôlées et spécifiées aux endroits critiques ?

Solution : Establish a critical point insulation resistance control system. Identify key areas such as high-voltage zones, high-frequency circuits, and high-impedance applications, marking insulation resistance test points in the design. Select appropriate insulating materials (e.g., FR-4, polyimide) according to IEC-60112 standards, with surface treatment using solder mask. Use an insulation resistance tester (e.g., megohmmeter) to measure at 500V DC, ensuring insulation resistance ≥100MΩ at key locations (≥10MΩ under high temperature/humidity). Implement accelerated life testing, monitoring insulation resistance decay over 500 hours at 85°C/85% RH, ensuring the product meets safety standards throughout its lifecycle.

(4) La polarité est-elle clairement identifiée ?

Solution : Build a multiple-polarity identification and error-proofing system. During PCB layout, use standardized packages for polar components (e.g., electrolytic capacitors, diodes, connectors), clearly marking polarity symbols (+, – △) on the silkscreen layer. Establish a DFA checklist requiring polarity mark size ≥1.5mm, positioned ≤0.5mm from the component body. Use asymmetric package designs to prevent 180-degree misinsertion. In the assembly process, set up AOI (Automated Optical Inspection) polarity check stations, using color recognition technology to distinguish polarity direction. Create first-article samples before mass production, verified by 3 independent personnel 3 times, ensuring the polarity identification system is reliable and effective.

(5) L'influence de l'espacement des conducteurs sur la résistance aux fuites et la tension a-t-elle été évaluée d'un point de vue géométrique ?

Solution : Mettez en œuvre une conception collaborative des performances électriques basée sur des paramètres géométriques. Utilisez un logiciel de simulation de champ électromagnétique (par exemple, ANSYS HFSS) pour créer des modèles géométriques de circuits imprimés, en analysant la distribution du champ électrique et le courant de fuite à différents espacements. Établissez un tableau de référence espacement-tension conformément aux normes IPC-2221A (par exemple, 0,1 mm pour 50 V, 0,2 mm pour 100 V).Utiliser des conceptions à fentes pour les applications haute tension afin d'augmenter la distance de fuite, et mettre en œuvre des structures de guides d'ondes coplanaires mis à la terre pour les signaux haute fréquence. Vérifier la continuité de l'impédance via des mesures TDR, en utilisant un testeur de résistance de surface pour mesurer la résistance de fuite. Établir une bibliothèque de règles de conception reliant les paramètres géométriques aux performances électriques, permettant une vérification et une optimisation automatisées.

(6) Les supports dont le revêtement de surface a été modifié ont-ils été certifiés ?

Solution : Establish a surface coating change certification process. Any coating change must pass complete qualification testing, including adhesion test (cross-cut ≥4B), chemical resistance test (resisting flux, cleaners), and dielectric constant measurement (1kHz-1GHz band). Perform damp heat cycling tests (-40°C to +85°C, 1000 cycles) to evaluate insulation resistance stability. Use SEM to analyze coating thickness uniformity (target 15-30μm). For high-frequency circuits, measure the coating’s impact on signal loss (≤0.02dB/inch). Establish a qualified supplier list, requiring material certificates and RoHS compliance certificates for each batch, ensuring consistent and reliable coating performance.

Solutions d'inspection des caractéristiques physiques

(1) Tous les patins et leur position sont-ils adaptés à l'assemblage final ?

Solution : Implement DFA-based pad optimization design. Use 3D modeling software (e.g., SolidWorks PCB) for virtual assembly, verifying component pad-to-housing clearance (≥0.5mm). Optimize pad dimensions according to IPC-7351 standards, establishing a component library update mechanism. Implement a pad steal design for BGA devices to prevent solder bridging. Use stepped pad designs to address height restrictions. Create assembly verification fixtures for actual insertion testing. Establish pad design specifications, clearly defining solder mask dam size (≥0.1mm), pad-to-trace transition ratios, ensuring solder yield ≥99.5%.

(2) La carte de circuit imprimé assemblée résiste-t-elle aux chocs et aux vibrations ?

Solution : Build a mechanical reliability verification system. Select appropriate test standards (e.g., JESD22-B104) based on the product application environment (e.g., automotive, industrial). Perform modal analysis during the design phase to avoid coincident natural frequencies with operating frequencies (safety factor ≥1.35). Add mechanical fixation (e.g., screws, adhesive) for components weighing ≥15g. Conduct vibration tests (5-500Hz, 1 hour per axis) and shock tests (half-sine wave, 50G, 6ms). Use high-speed cameras to analyze board assembly dynamic response, and strain gauges to measure stress at key points. Optimize PCB support point layout, ensuring no component detachment, solder joint cracks, or other failures after reliability testing.

(3) Quel est l'espacement des composants standard spécifiés ?

Solution : Establish component spacing standards based on process capability. Develop tiered spacing specifications according to IPC-7351 and actual factory process levels: chip components ≥0.3mm, SOIC devices ≥0.6mm, QFP devices ≥0.8mm, BGA devices ≥0.5mm. Add an additional 0.5mm clearance for components beneath heat sinks. Automatically validate spacing compliance using DFM inspection software. Implement a local spacing exemption process for high-density designs, subject to process validation. Establish a component database containing 3D models and recommended spacing. New components must undergo spacing compatibility review before being added to the database to ensure manufacturability.

(4) Les composants mal fixés ou les pièces lourdes sont-ils solidement fixés ?

Solution : Implement specialized fixation solutions for heavy components. Create a list of components weighing ≥5g or size ≥15mm, mandating mechanical fixation. Use screws + washers for transformers and large electrolytic capacitors, specifying screw torque (e.g., 0.6N·m ±10%). Use high-temperature adhesive for medium-sized components, verifying bond strength after 24 hours at 85°C. Reserve space for fixation structures around heavy components during design. Specify fixation operation procedures in process documents, setting dedicated inspection points for fixation stations. After mechanical shock testing, use X-ray to inspect the solder joint and the fixation structure integrity, ensuring secure fixation.

(5) La dissipation thermique des éléments chauffants est-elle correcte ? Sont-ils isolés du circuit imprimé et des autres composants sensibles à la chaleur ?

Solution : Build a thermal design and management verification system. Use thermal simulation software (e.g., FloTHERM) to identify heat sources and thermally sensitive components, optimizing layout spacing (≥5mm between heat sources and thermally sensitive components). Use thermal vias (0.3mm diameter, 1mm pitch) for power devices, connected to internal ground planes for heat dissipation. Ensure thermal grease thickness is 0.1-0.15mm at the interface when adding heat sinks. Perform infrared thermal imaging tests, verifying actual temperatures do not exceed 85% of rated values. Implement thermal isolation measures for high-temperature areas: adding heat shields, using high-temperature solder, and setting up heat dissipation channels. Establish temperature rise test standards, ensuring maximum PCB surface temperature difference ≤25°C.

(6) Les diviseurs de tension et autres composants à plusieurs broches sont-ils correctement positionnés ?

Solution : Implement precise positioning control for multi-lead components. Use an optical positioning system (e.g., Fiducial Mark), placing ≥2 fiducials around each multi-lead component, 0.5-1mm from pads. For high-precision components like voltage dividers, maintain symmetry and equal-length routing during layout to minimize temperature gradient effects. Use package designs with pad center-to-center accuracy of ±0.05mm. Set component image recognition parameters in the placement program, with rotation tolerance ≤1°. Verify positioning accuracy on the first article using a 3D measuring instrument, sampling every 2 hours during mass production. Establish a multi-lead component database containing recommended layouts and inspection requirements, ensuring positioning consistency.

(7) La disposition et l'orientation des composants facilitent-elles l'inspection ?

Solution : Optimize component layout for visual inspection. Develop component orientation standards: unify direction for the same type of component (e.g., all chip pin 1s facing left), polarity marks facing the same direction. Ensure component spacing allows AOI camera viewing angle ≥45°, and 100% probe accessibility. Reserve inspection windows adjacent to bottom-termination components (e.g., QFN). Implement a layered inspection strategy for high-density areas: inspect large components first, then use microscopes for fine-pitch components. Establish a DFA checklist containing 25 visibility criteria. Create inspection fixtures, verifying 100% inspection coverage and ≤0.1% false call rate.

(8) Toutes les interférences potentielles entre le circuit imprimé et l'ensemble de la carte ont-elles été éliminées ?

Solution : Implement system-level interference analysis and elimination strategies. Use 3D modeling for mechanical interference checking, ensuring clearance to housing and connectors ≥0.3mm. Set keep-out zones around tall components, with ≥2mm spacing from adjacent boards. Match coefficients of thermal expansion to avoid structural interference from temperature cycling. Optimize assembly sequence, installing short/small components before tall/large ones. Create rapid prototypes for assembly verification, using feeler gauges to measure critical clearances. Establish an interference check matrix covering all possible combination states, ensuring no risk of physical interference.

(9) Les dimensions des trous de positionnement sont-elles correctes ?

Solution : Establish a positioning hole accuracy control system. According to IPC-2221 standards, the positioning hole diameter should be 0.1-0.3mm larger than the fixing pin (for board edge holes) or 0.05-0.1mm larger (for internal holes). For 4-layer boards, set a keep-out zone (≥1.5 times hole diameter) around positioning holes. For plated positioning holes, ensure the inner wall copper thickness ≥25μm for mechanical strength. Check the first article of each PCB batch using pin gauges for hole diameter (tolerance ±0.05mm), and a CMM for hole position accuracy (±0.1mm). Install positioning detection sensors in assembly fixtures, with automatic alarms for anomalies, ensuring 100% positioning reliability.

(10) Les tolérances sont-elles complètes et raisonnables ?

Solution : Implement process capability-based tolerance design. Analyze process capability indices (Cp≥1.33, Cpk≥1.0) for each PCB manufacturing and assembly step, setting reasonable tolerances: line width tolerance ±10%, hole position tolerance ±0.05mm, board warpage ≤0.75%. Use statistical tolerance analysis to avoid tolerance stack-up exceeding limits. Implement tightened tolerance control for critical dimensions, e.g., BGA pad diameter tolerance ±0.02mm. Establish a tolerance allocation table, clearly defining responsibilities for design, manufacturing, and assembly. Use GD&T standards on drawings, regularly review tolerance applicability, and continuously optimize based on actual yield data.

(11) Les propriétés physiques de tous les revêtements ont-elles été contrôlées et validées ?

Solution : Establish a full lifecycle quality management system for coatings. Set physical property standards for solder mask, silkscreen, and surface finishes (e.g., ENIG, OSP): solder mask thickness 15-25μm, adhesion ≥4B, hardness ≥6H. Perform sampling inspection for each incoming batch: use thickness gauges for uniformity, cross-cut test for adhesion, wear resistance tester for hardness. Conduct accelerated aging tests (1000 hours at 85°C/85% RH) to verify physical property stability. Establish a material traceability system, strictly control storage conditions (temperature 15-30°C, humidity <60%), clearly mark expiration dates, and ensure consistent and reliable coating performance.

(12) Le rapport entre le diamètre du trou et celui du conducteur se situe-t-il dans une plage acceptable ?

Solution : Implement aperture and lead matching design controls. According to IPC-2221 standards, set appropriate aspect ratios for different component types: Through-hole components require apertures 0.2-0.4mm larger than lead diameter, with a 0.1-0.3mm solder pad; press-fit components require apertures 0.05-0.1mm larger than lead diameter. Employ DFM analysis software to automatically verify aperture ratio compliance. Implement microvia design for high-density boards while ensuring the aperture ratio does not exceed 10:1 (board thickness: aperture diameter). Fabricate aperture ratio verification prototypes and conduct through-hole solder fill rate testing, requiring a fill rate ≥75%. Establish aperture ratio design specifications; new components must pass aperture ratio compatibility review before inventory acceptance to ensure reliable solderability.

(13) Le circuit imprimé répond-il aux exigences en matière de compatibilité électromagnétique (CEM) ?

Solution : Construisez un système de contrôle CEM complet, de la conception aux tests. Mettez en œuvre une co-simulation SI/PI/CEM pendant la conception afin d'identifier les sources d'interférences potentielles et les circuits sensibles. Adoptez une stratégie de mise à la terre par couches, en isolant les zones numériques, analogiques et d'alimentation. Fournissez des plans de référence complets pour les signaux à haute vitesse, en évitant les divisions croisées. Placez des vias de mise à la terre autour des circuits d'horloge pour le blindage et utilisez des structures à ligne triplaque pour les signaux critiques.Ajoutez les circuits de filtrage nécessaires (par exemple, perles de ferrite, diodes TVS). Utilisez des équipements de test CEM (analyseur de spectre, récepteur EMI) pour les tests de pré-conformité, afin de diagnostiquer les problèmes d'émissions rayonnées et conduites. Grâce à l'optimisation de la disposition/du routage, à l'ajout de blindages, etc., assurez la conformité aux normes FCC, CE et autres normes CEM, et réussissez les tests de certification dès la première tentative.