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三分钟了解HOPERF芯片到模组研发生产全过程!

发布日期:2016-7-9

物联网,依赖于人、物(设备)的连接。尤其是无线的组网连接,然而连接协议却品类多多,如大类的WiFi、BLE、Zigbee、Z-wave,还有小众的NB-IoT、LoRa等;对于工程师来说,物联网方案选用什么协议?采用哪种芯片和模组,选择哪个品牌或厂商的服务,都是必须慎重考虑的。

 

HOPERF 华普微电子 作为18年来始终致力于从事射频IC的设计、开发、销售并提供相关技术咨询和技术服务的资深供应商,以传感器网络、物联网产业为核心技术发展方向,涵盖从射频前端到数字后端全过程的IC设计技术。积聚了大批在传感器网络,数字/模拟混合电路,射频系统,功率放大器,信号处理等相关领域颇有建树的知名工程师和技术专家。华普不但是一家高效能模拟与混合信号IC设计厂商,公司在数模混合信号设计方面具有世界一流水准。 在这里,以HOPERF射频芯片及模块为例,从芯片封装、PCB生产、及SMT加工的过程工艺来给大家做个基本的介绍。

 

 

芯片到模组的四个阶段

 

 

1、芯片
2、模组开发
3、模组生产
4、二次开发支持

 

 

 

芯片的生产过程

 

 

HOPERF 华普微电子,作为资深射频芯片原厂,具备从芯片设计测试调试封装,到功能开发系统解决方案的完整产业链服务能力,是您可靠的值得信赖的深度合作伙伴。

 

模组的设计&研发

主要涉及硬件设计、软件设计两方面;

所谓谋而后动,模组动手设计之前。需要从这几个方面去考量,方案选型、原理图及layout设计、PCB板子及PCBA打样、指标调试与参数测试。

 

1
方案选型

 

 

 

2
原理图设计 & PCB Layout

 画PCB板还需要考虑更多因素,包括射频考量、稳定性考量,结构考量,甚至画PCB板还需要考虑到板子的美观度。因为从板子的画法上就可以看出模组厂商到底是不是专业。 当然根据PCB Layout设计方案设所涉及的PCB选型,电阻、电容类型和数量等各项物料情况,都会在BOM(Bill of Material)物料清单体现,同样PCB、贴片生产等也按此表单来确定物料。

 

 

 

 

3
PCB板&PCBA板打样

 

 

PCB(Printed Circuit Board)称为”印刷电路板”,由环氧玻璃树脂材料制成,有不同信号层数,而芯片等贴片元件就贴在PCB上。PCBA(Printed Cirruit Board +Assembly,)也就是说PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制程,简称PCBA,可能理解其为成品线路板。厂商选择:对于PCB打样,模组厂商如果寻找外部厂商,通常需要考虑这些厂商是否有模组PCB打样经验,厂商的设备是否满足需要,厂商管理是否过硬等等。工艺要求:如果模组PCB要多层打样,就要找有多层PCB打样经验的厂家。

  

 

 

 

 

4
PCB调试与测试

 

 

对于模组的调试,主要在于硬件电路调试和软件调试


硬件调试

主要涉及射频电路、功能电路调试。

射频调试包括发送和接收两个大的方面,其中发送又包括了发送功率、相位误差调试等,接收包括灵敏度、接收电平等。而功能电路调试更多的涉及到具体的某项硬件功能模块的电路调试。

射频参数的调试,发射TX方面主要为功率Power、误差向量幅度EVM、以及频偏Freq;在接收RX方面主要是接收灵敏度 Sensitivity,这些参数影响着WiFi数据信号传输是否稳定;需要专门的仪器来测试。比如LitePointd的IQ2010、极致汇仪的WT-200; 目前,该行业RFsister开放实验室提供这些方面测试服务。

 

软件调试

 

主要在于稳定性、功能的完整性调试。一般而言,只是单一,或者部分功能进行的具体调测,下一步则需要进行更全面的测试。

 

模组的生产制造

 

 

环节1
PCB生产

PCB生产是模组生产最基础也是最重要的环节

 

 

 

环节2
SMT贴片加工

 

来料检测 => 丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 回流焊接=> 清洗 => 检测

(1)物料核对:生产前还需根据BOM单和模组生产订单进行物料的规格、数量对SMT物料进行核对;

(2)调机:同时还要对SMT进行编程以及调整,调机完成之后即是上料过程。

(3)印锡:将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时,达到良好的电气连接。

4贴片印锡过的PCB板,通过自动送板机传送到贴片机进行贴片。贴片机的程序是事先编制好的,机器识别到有板的时候就会开始自动取料进行贴装。

(5)炉前目检或称作中间检查,需要注意检查元件的极性、贴装有没有偏移、有无短路、有无少件、多件、有无少锡等。

6回流焊接检查好的线路板经过回流焊之后就会自动进行焊接。

到这里,模组的生产环节就基本结束了。

7炉后检查这里主要检查的是模组的外观,看有无焊接不良,即空焊、锡珠、短路、元件偏移、元件竖立等等。外观检验方式有AOI检测/X-Ray抽检、目检。

 

环节3
模块测试

 

(1)烧录  

通用串行编程器进行烧录,首先使用随机的并口数据线,将编程器与计算机并口联接,进行联机烧写。

 (2)GPIO测试

通过专有的测试夹具GPIO口进行专项测试。将模组放置在专门设计的针床夹具上,使夹具测试探头与组件的引线相接触,通过查看夹具周边LED亮度的情况,来检查GPIO接口是否合格。

(3)接收、发射功率测试

利用测试仪对模组的发射功率、接收功率做测试。 

(4)、其它

检测完成后,模组还要完成出厂前的包装。模组包装除了一般抵抗挤压、震动真空泡沫袋外,更重要的还有做防水、防静电包裹措施。 

另外,出货前厂商还会进行一定比例的抽查检验。

 

 

 

二次开发支持

 

在这个以服务取胜的时代,厂商通常从售前到售后都提供服务支持,尤其体现在售后的二次开发技术支持。常见应用于智能家居、工业控制产品之中的模组通常为嵌入式,不同的领域、不同的产品、不同的工程师对其二次开发,或多或少会遇到一些技术问题,华普微电子就提供通常以开发者社区、技术热线、邮件、即时通信、上门支持服务等等方式的全面技术开发支持。

 

 最后:

从模组研发前的需求分析到确定方案选型,从原理图设计到绘制PCB板,从模组软硬件对接到确认BOM物料;从模组生产涉及的PCB生产、到SMT加工、测试;从模组出货到售后技术支持,从这里面的每一步,我们可以看到厂商努力的身影,我们可以感受到厂商内心的执着,而不是你眼中仅看到的价格······

 

 认识我们 
华普(HOPERF)的品牌定位是“科技、原创、可持续”,华普在品牌理念下研发的NextGen射频CMT系列可烧写芯片和10cm高度精度世界级数字气压传感器芯片已成功启动市场,在无人机、消费电子、可穿戴设备、无线遥控等领域,都得到了广泛创新的应用。

 

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