Requisiti di progettazione PCB per smartphone

Fino ad ora, gli smartphone sono diventati un prodotto elettronico indispensabile al punto che più di un terzo delle comunicazioni e delle attività quotidiane viene svolto tramite smartphone, il cui valore aumenta rapidamente ogni anno. Si stima che i telefoni cellulari tradizionali saranno ridotti a un tasso del 23,5% entro il 2020. Al contrario, gli smartphone di ogni fascia manterranno un trend di crescita dell’8,0% entro il 2020, inclusi gli smartphone a basso costo e con funzionalità limitate, gli smartphone di fascia media e gli smartphone di fascia alta.

Oltre alle normali funzioni come la comunicazione vocale e l’invio di email, gli smartphone di oggi dovrebbero soddisfare funzioni equivalenti a quelle dei PC, tra cui la navigazione in pagine web, la comunicazione e i servizi online e i social media ecc. Inoltre, il più recente sistema operativo consente agli utenti di smartphone di scaricare facilmente finestre con funzioni specifiche e software multimediali personalizzati, e gli smartphone di oggi sono persino in grado di connettersi con smartwatch, PC, elettrodomestici e dispositivi di bordo per soddisfare le maggiori esigenze delle persone. Per quanto riguarda l’aspetto e le dimensioni, gli smartphone si svilupperanno verso una scala più grande ma con maggiore sottigliezza. In futuro, gli smartphone con uno spessore inferiore a 8 mm diventeranno la corrente principale. I monitor passeranno all’alta definizione (HD) e a schermi di grandi dimensioni. La fotocamera integrata sarà aggiornata da 16 milioni di pixel a 20 milioni di pixel. Oltre alle modifiche previste introdotte sopra, le altre modifiche delle specifiche degli smartphone sono riassunte nella tabella seguente.

Requisiti PCB per smartphone

Sulla base delle funzioni e della tendenza di sviluppo dei futuri smartphone, dovrebbero essere applicati circuiti stampati altamente multistrato come scheda madre e PCB a basso numero di strati come scheda figlia complementare. Per quanto riguarda la fabbricazione delle schede madri, vengono solitamente selezionati PCB multistrato BUM (build-up multilayer) a 10 strati. Grazie all’integrazione delle funzioni resa possibile dal packaging a semiconduttore (SiP), è estremamente probabile che il numero di strati rimanga invariato o addirittura si riduca. Poiché il 2015 ha visto l’applicazione del processore a 64 bit e il passo dei pin degli IC si è ridotto da 0,4 mm a 0,35 mm, il numero di strati della scheda madre potrebbe per il momento aumentare a 12 strati o più. La tendenza di sviluppo della struttura e della distribuzione delle schede negli smartphone è riassunta nella tabella seguente.

Il design tecnologico dei PCB è così importante che svolge un ruolo chiave inprodurre PCB in modo efficiente a basso costoUna nuova generazione di tecnologia a montaggio superficiale (SMT) richiede che i progettisti tengano conto delle problematiche di produzione fin dall’inizio a causa della sua complessità, poiché anche una piccola modifica ai file di progetto porterà inevitabilmente a ritardi nei tempi di produzione e a un aumento dei costi di sviluppo. Anche un cambiamento nella posizione di un pad richiede il rerouting e la rimanifattura dello stencil per la pasta saldante. La situazione diventa ancora più difficile per i circuiti analogici, che devono affrontare sia la riprogettazione sia il collaudo. Tuttavia, se i problemi rimangono irrisolti, alla fine causeranno perdite maggiori nella produzione di volume. Pertanto, i progettisti devono prestare la massima attenzione alle questioni tecnologiche fin dall’inizio. Una semplice regola: prima si risolvono i problemi tecnologici, più vantaggioso sarà per i produttori.

Gli elementi che dovrebbero essere presi in considerazione in termini di progettazione tecnologica delle schede a circuito stampato degli smartphone includono:
• Linea di trasmissione, foro di posizionamento e riferimenti compatibili con la produzione e l’assemblaggio automatici;
• Pannelli associati all'efficienza produttiva;
•Materiale PCB, metodo PCBA, distribuzione dei componenti e tipo di imballaggio, progettazione dei pad e progettazione della soldermask correlati alla percentuale di saldature riuscite;
• Spaziatura dei componenti e progettazione dei pad di test collegati all’ispezione, al rework e al collaudo;
• Serigrafia o caratteri di corrosione associati all'assemblaggio, al debug e al cablaggio.

Requisiti di progettazione PCB per smartphone

a. Laminare PCB multistrato

La tecnologia di fabbricazione di PCB multistrato laminati è un tipo di tecnologia di fabbricazione di PCB multistrato attualmente ampiamente applicata. Durante l’applicazione della tecnologia di fabbricazione di PCB multistrato laminati, si utilizza un processo sottrattivo per realizzare lo strato del circuito. L’interconnessione tra gli strati viene ottenuta attraverso le fasi di laminazione, foratura meccanica, rame chimico e placcatura in rame. Infine, si applicano solder mask, rivestimento di saldatura e serigrafia per completare una scheda circuito.

b. Tecnologia BUM

Su un circuito stampato con substrato isolante o su una tradizionale scheda a doppia faccia o multistrato, viene applicato un dielettrico isolante rivestito per formare piste e fori passanti tramite ramatura chimica e ramatura elettrolitica. Il processo si ripete più e più volte fino a quando non viene finalmente realizzato il PCB multistrato con il numero di strati richiesto. La caratteristica ottimale del PCB BUM è che lo strato di substrato è così sottile, la larghezza e l’interspazio delle piste così ridotti e il diametro dei via così piccolo da garantire una densità molto elevata. Pertanto, può essere impiegato nel packaging ad alta densità di livello IC.

c. Marche fiduciali

Come regola generalmente accettata, ogni lato della scheda figlia negli smartphone dovrebbe avere almeno 2 riferimenti fiduciali. Quando lo spazio è davvero così limitato, essi possono essere disposti in modo flessibile. Dovrebbero essere progettati come una grafica circolare con un diametro di 1 mm (40 mil). Con il contrasto tra il colore del materiale e l’ambiente, l’area della solder mask dovrebbe essere lasciata 1 mm (40 mil) più grande dei riferimenti fiduciali e non sono ammessi caratteri. Quando lo spazio è così limitato, la dimensione dell’area della solder mask può essere ridotta a 0,5 mm più larga, ma non dovrebbero essere progettati pad di saldatura dello stesso colore entro un raggio di 3 mm.

Inoltre, i riferimenti fiduciali sulla stessa scheda devono presentare lo stesso sfondo interno, ovvero devono mantenere una compatibilità nel rivestimento di rame. Un riferimento fiduciale isolato, senza piste intorno, deve essere progettato come un anello protettivo con un diametro interno di 3 mm e una larghezza circolare di 1 mm. Inoltre, le figure di coordinate devono essere costituite da riferimenti fiduciali che non devono essere considerati come segni dopo la progettazione del PCB.

d. Progettazione del pannello

•Pannello a scanalatura a V su entrambi i latiIl metodo funziona bene per PCB quadrati con bordi ordinati dopo il distacco e con bassi costi di produzione. Pertanto, è suggerito in primo luogo. In generale, si applica un angolo di 30 gradi con uno spessore pari a un quarto o un terzo dello spessore della scheda. Tuttavia, questo metodo non è adatto per circuiti stampati con IC in package BGA o QFN.

•Foro a lunga asola più foro circolaredeve essere applicato nelle schede madri con più di 4 strati, mentre le altre schede figlie, come la scheda pulsanti, la scheda LCD, la scheda della SIM e la scheda TF, dovrebbero scegliere il metodo di pannellizzazione in base alla figura e alla forma dei circuiti stampati. Si suggerisce che il foro a lunga asola più foro circolare venga applicato alle forme ad arco o irregolari. Il nostro articolo diIl sorprendente segreto per progettare il metodo combinato dei pannelli PCBti illustrerò altri metodi di combinazione in termini di progettazione del pannello.

In quanto dispositivi indispensabili per le persone, gli smartphone si stanno sviluppando verso l’intelligentizzazione, la miniaturizzazione e la multifunzionalità, richiedendo di conseguenza requisiti più elevati per i PCB che soddisfino tutte le funzioni dei dispositivi elettronici. Se hai bisogno di un partner affidabile per la produzione di PCB per realizzare i PCB del tuo smartphone, PCBCart può aiutarti.Da 20 anni forniamo servizi completi di produzione di PCB con garanzia di qualità per aziende del settore delle telecomunicazioniLa nostra esperienza e i nostri esperti ti permettono di ottenere le migliori schede elettroniche di sempre a un prezzo conveniente.

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