Anforderungen an das PCB-Design für Smartphones

Bis heute sind Smartphones zu einem derart unverzichtbaren elektronischen Produkt geworden, dass mehr als ein Drittel der täglichen Kommunikation und Aktivitäten über Smartphones abgewickelt wird, wobei ihr Wert jedes Jahr rapide steigt. Es wird geschätzt, dass Mobiltelefone mit herkömmlichen Sprachfunktionen bis 2020 um 23,5 % zurückgehen werden. Im Gegensatz dazu werden Smartphones aller Kategorien bis 2020 einen Wachstumstrend von 8,0 % beibehalten, einschließlich kostengünstiger und funktionsarmer Smartphones, mittelklassiger Smartphones und High-End-Smartphones.

Abgesehen von gewöhnlichen Funktionen wie Sprachkommunikation und E-Mail sollten Smartphones heute über Funktionen verfügen, die denen von PCs entsprechen, einschließlich Webbrowsing, Onlinekommunikation und -diensten sowie sozialen Medien usw. Darüber hinaus ermöglicht das neueste Betriebssystem Smartphone-Nutzern, problemlos Fenster mit bestimmten Funktionen sowie multimediale, individuell angepasste Software herunterzuladen, und moderne Smartphones sind sogar in der Lage, sich mit Smartwatches, PCs, Haushaltsgeräten und bordeigener Fahrzeugausrüstung zu verbinden, um mehr Bedürfnisse der Menschen zu erfüllen. Was Erscheinungsbild und Abmessungen betrifft, werden sich Smartphones in Richtung großformatig, aber dünn entwickeln. In Zukunft werden Smartphones mit einer Dicke von weniger als 8 mm zum Mainstream werden. Bildschirme entwickeln sich zu High Definition (HD) und großem Format. Die eingebaute Kamera wird von 16 Megapixel auf 20 Megapixel aufgerüstet. Neben den oben genannten erwarteten Änderungen sind weitere Spezifikationsänderungen von Smartphones in der untenstehenden Tabelle zusammengefasst.

Anforderungen an Leiterplatten für Smartphones

Basierend auf den Funktionen und dem Entwicklungstrend zukünftiger Smartphones sollten hochlagige Leiterplatten als Hauptplatine und niedriglagige Leiterplatten als ergänzende Tochterplatinen eingesetzt werden. Bei der Herstellung von Hauptplatinen werden in der Regel 10-lagige Build-up-Multilayer-(BUM-)Leiterplatten ausgewählt. Aufgrund der Funktionsintegration durch Halbleitergehäuse (SiP) ist es äußerst wahrscheinlich, dass die Lagenanzahl unverändert bleibt oder sogar reduziert wird. Seit im Jahr 2015 64-Bit-Prozessoren eingesetzt werden und der IC-Pin-Abstand von 0,4 mm auf 0,35 mm verringert wurde, wird sich die Lagenanzahl der Hauptplatine vorläufig möglicherweise auf 12 Lagen oder mehr erhöhen. Der Entwicklungstrend der Leiterplattenstruktur und -verteilung in Smartphones ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Das technologische Design von Leiterplatten ist so wichtig, dass es eine Schlüsselrolle spielt beiLeiterplatten kostengünstig und effizient herstellenEine neue Generation der Surface-Mount-Technologie (SMT) erfordert aufgrund ihrer Komplexität, dass Entwickler von Anfang an Fertigungsaspekte berücksichtigen, da bereits eine kleine Änderung an den Designdateien unweigerlich zu verzögerter Produktionszeit und erhöhten Entwicklungskosten führt. Selbst eine Änderung der Position eines Pads erfordert ein erneutes Routen und eine Neuanfertigung der Lotpastenschablone. Die Situation wird bei Analogschaltungen noch schwieriger, da diese sowohl eine Neugestaltung als auch erneute Tests erfordern. Bleiben Probleme dennoch ungelöst, führt dies letztlich in der Serienproduktion zu noch größeren Verlusten. Daher müssen Entwickler von Beginn an den technologischen Aspekten ihre volle Aufmerksamkeit schenken. Eine einfache Regel: Je früher technologische Probleme gelöst werden, desto vorteilhafter ist es für die Hersteller.

Zu den Aspekten, die im Hinblick auf das technologische Design von Smartphone-Leiterplatten berücksichtigt werden sollten, gehören:
• Übertragungsleitung, Positionierbohrung und Passmarken, kompatibel mit automatischer Fertigung und Montage;
• Mit der Produktionseffizienz verbundene Tafeln;
•LeiterplattenmaterialPCBA-Methode, Bauteilverteilung und Verpackungsart, Pad-Design und Lötstoppmasken-Design in Bezug auf den Prozentsatz bestandener Lötverbindungen;
• Bauteilabstand und Testpad-Design im Zusammenhang mit Inspektion, Nacharbeit und Prüfung;
• Siebdruck- oder Korrosionskennzeichnungen im Zusammenhang mit Montage, Debugging und Verdrahtung.

Anforderungen an das PCB-Design für Smartphones

a. Mehrlagige Leiterplatte laminieren

Die Laminat-Mehrlagenleiterplatten-Fertigungstechnologie ist eine Art von Mehrlagenleiterplatten-Fertigungstechnologie, die derzeit weit verbreitet angewendet wird. Bei der Anwendung der Laminat-Mehrlagenleiterplatten-Fertigungstechnologie wird ein subtraktiver Prozess zur Herstellung der Leiterbahnen eingesetzt. Die Verbindung zwischen den Lagen wird durch die Schritte Laminieren, mechanisches Bohren, chemische Kupferabscheidung und galvanische Kupferbeschichtung realisiert. Abschließend folgen Lötstoppmaske, Lötbeschichtung und Siebdruck, um eine Leiterplatte fertigzustellen.

b. BUM-Technologie

Auf einer isolierenden Substratplatte oder einer herkömmlichen doppelseitigen oder mehrlagigen Leiterplatte wird eine beschichtete isolierende Dielektrikschicht aufgebracht, um Leiterbahnen und Durchkontaktierungen durch chemische Kupferbeschichtung und galvanische Kupferbeschichtung zu bilden. Dieser Prozess wird immer wieder wiederholt, bis schließlich eine mehrlagige Leiterplatte (PCB) mit der gewünschten Lagenanzahl hergestellt ist. Das herausragende Merkmal von BUM-PCBs ist, dass die Substratschicht so dünn, die Leiterbahnbreite und der Leiterbahnabstand so gering und der Via-Durchmesser so klein sind, dass eine sehr hohe Packungsdichte erreicht wird. Daher können sie in IC-tauglichen Hochdichte-Gehäusen eingesetzt werden.

c. Fiduzialmarken

Als allgemein anerkannte Regel sollte jede Seite der Tochterplatine in Smartphones mindestens 2 Fiducial-Marken aufweisen. Wenn der Platz tatsächlich sehr begrenzt ist, können sie flexibel angeordnet werden. Sie sollten als kreisförmige Grafik mit einem Durchmesser von 1 mm (40 mil) ausgelegt werden. Mit einem Kontrast zwischen Materialfarbe und Umgebung sollte ein Lötstoppmaskenbereich vorgesehen werden, der 1 mm (40 mil) größer als die Fiducial-Marken ist, und es dürfen keine Beschriftungen vorhanden sein. Wenn die Fläche sehr begrenzt ist, kann die Größe des Lötstoppmaskenbereichs so angepasst werden, dass sie 0,5 mm breiter ist, aber innerhalb eines Bereichs von 3 mm dürfen keine Lötpads mit derselben Farbe vorgesehen werden.

Zusätzlich sollten Fiduzialmarken auf derselben Leiterplatte den gleichen inneren Hintergrund aufweisen, das heißt, sie sollten hinsichtlich der Kupferbeschichtung kompatibel bleiben. Eine einzelne Fiduzialmarke ohne umliegende Leiterbahnen sollte als Schutzkreis mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einer Kreisbreite von 1 mm ausgelegt werden. Außerdem müssen Koordinatenfiguren durch Fiduzialmarken gekennzeichnet sein, die nach dem PCB-Design nicht als Beschriftung betrachtet werden sollten.

d. Paneldesign

•Doppelseitige V-Nut-PlatteDie Methode eignet sich gut für quadratische Leiterplatten mit sauberen Kanten nach dem Vereinzeln und niedrigen Herstellungskosten. Daher wird sie zunächst empfohlen. Im Allgemeinen wird ein Winkel von 30 Grad angewendet, wobei die Dicke ein Viertel oder ein Drittel der Leiterplattendicke beträgt. Diese Methode ist jedoch nicht für Leiterplatten mit ICs in BGA- oder QFN-Gehäusen geeignet.

•Langloch plus Rundlochmuss bei Motherboards mit mehr als 4 Lagen angewendet werden, während andere Tochterplatinen wie Tastenplatine, LCD-Platine, SIM-Karten-Platine und TF-Karten-Platine die Panel-Methode basierend auf der Form und dem Umriss der Leiterplatten auswählen sollten. Es wird empfohlen, Langlöcher plus Rundlöcher bei bogenförmigen oder unregelmäßigen Formen anzuwenden. Unser Artikel überDas überraschende Geheimnis zur Entwicklung einer kombinierten Methode für PCB-Nutzenwerde dir weitere Kombinationsmethoden in Bezug auf das Paneldesign nennen.

Als unverzichtbare Geräte der Menschen entwickeln sich Smartphones in Richtung Intelligenterisierung, Miniaturisierung und Multifunktionalität und stellen damit höhere Anforderungen an Leiterplatten, die alle Funktionen elektronischer Geräte erfüllen. Wenn Sie einen zuverlässigen Leiterplatten-Produktionspartner für die Herstellung Ihrer Smartphone-PCBs benötigen, kann PCBCart helfen.Seit 20 Jahren bieten wir Unternehmen aus der Telekommunikationsbranche hochwertige, vollständig garantierte PCB-Produktionsdienstleistungen an.Unsere Erfahrung und unsere Experten ermöglichen es Ihnen, die besten Leiterplatten zu einem kostengünstigen Preis zu erhalten.

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