手机主板DFM分享课程

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1、1,手机及模块PCB DFM工艺分享课程,金众电子SMT事业一三部学习培训资料 汇编：陶小军,2,常见手机主板DFM设计问题分析 NPI及制程中DFM设计问题不良实例 BGA区域防焊开窗及PAD尺寸规范 制程中PCB制作工艺不良实例 PCB DFM 评审表,目 录,3,HP公司DFM统计调查表明: 产品总成本60%取决于产品的最初设计; 75的制造成本取决于设计说明和设计规范; 7080的生产缺陷是由于设计原因造成的。,4,不良设计在SMT生产制造中的危害,1. 造成大量焊接缺陷。 2. 增加修板和返修工作量，浪费工时，延误工期。 3. 增加工艺流程，浪费材料、浪费能源。 4. 返修可能会损坏

2、元器件和印制板。 5. 返修后影响产品的可靠性 6. 造成可制造性差，增加工艺难度，影响设备利用率，降低生产效率。 7最严重时由于无法实施生产需要重新设计，导致整个产品的实际开发时间延长，失去市场竞争的机会。,5,前期小元件设计分布在板边在制造过程中易掉点报废机型如： L902、L910、L908、 D001、D003、WBG2500,一、常见手机主板DFM设计问题分析,1、布局DFM设计问题,6,7,组装工序焊接LCD时，易造成BGA焊接不良,8,2、定位的DFM设计问题,维修人员无法准确定位；,9,10,11,案例：M905 试产时组装段反馈有耳机做歪斜，要求设计更改PCB定位通孔,12,

3、案例：TD108 2125电容太高与基带屏蔽盖短路，后采用贴高温胶 造成SMT贴片困难影响产品质量,3、干涉的DFM设计问题,13,14,案例1：A320 邮票孔与按键干涉，需要在贴片前将邮票孔切掉，SMT克服生产157K 增加 SMT工序，分板时产生板屑间接影响SMT贴片良率。 案例2: M907小板 邮票孔与外壳卡扣干涉分板时困难有多切或少切现象， 组装小板扣不住导致按键手感低,15,案例：M907 ESD保护器与T卡座位置太近造成T卡座盒盖时有接触短路隐患。,16,4、屏蔽件的DFM设计问题,17,18,19,20,5、器件选型的DFM设计问题,21,6、拼板的DFM设计问题,多个机型R

4、F头，连接器，飞溅粉尘接触不良；,22,T001机型0.4Pitch CPU,优化PAD上只引出一条走线；两条走线PCB实际制作出来PAD变形严重，有假焊风险,7、BGA表层走线、接地线、盲孔的DFM设计问题,23,优化PAD上只引出一条走线；,T001机型0.4Pitch CPU,24,建议将盲孔置于PAD中心或完全距离PAD 2mil 以外,避免因焊盘变形或无完整阻焊环造成SMT工艺不良,T001机型0.4Pitch CPU,25,26,T001机型：0.4Pitch U201,BGA下方表层相同网络GND或Power引脚，用0.2mm走线和盲孔连接到内层的平面。 右图BGA下方表层铺铜，

5、PAD无阻焊环，PAD大小不一,直接造成SMT连锡，SMT制程抽检人员不知道这个线路是否能连锡，当NG品处理,27,28,T001机型：0.4Pitch U201,表层走线宽不大于0.2mm。对于大电流信号，在阻焊开窗外再放宽线宽；黄框走线优化成中心引出,29,T001机型：0.5Pitch U501 （BOT面）,盲孔打在焊盘中心或者阻焊圈外，避免PAD制作变形及无阻焊环,30,8、防呆的DFM设计问题,31,弹片与PCB焊盘不匹配大部分体现在试产阶段；,9、焊盘匹配的DFM设计问题,32,焊盘结构尺寸不正确（以Chip元件为例） a 当焊盘间距G过大或过小时，再流焊时由于元件焊接端不能与焊

6、盘搭接交叠，会产生吊桥、移位。,当焊盘尺寸大小不对称，或两个元件的端头设计在同一个焊盘上时， 由于表面张力不对称，也会产生立碑、移位。,立碑视频,33,邮票孔与USB、耳机座有干涉，贴片后无法分板,机型:WBG3502A P1版,WQG6000A P1版,USB与邮票孔干涉,耳机座与邮票孔干涉,机型:WQG6000A P1版,WBG3500A P3版,二、NPI及制程中DFM设计问题不良实例,34,机型:WBG3502 P1版,邮票孔与侧位开关、弹簧开关有干涉, 贴装后分板困难,WBG3502,WBG3503,机型:WBG3503 P1版,WBG3501 P1版,WBG3505 P2版,35,

7、邮票孔与精密连接器太近,分板时有裂锡和碎屑进连接器内、影响电气性能中的风险 建议:邮票孔与精密连接器的距离大于10mm,机型:WBG3501A P2版,WBG3505A P1版,WQG6000A P1版,WBG3501A,WQG6000A,WBG3505A,36,拼板结构掏空处,为贴片机感应器位置,机器无法感应到PCB板进入、报警； 或生产时卡板、导致PCB板报废,机型:WBG3501A P2版,WBG1503A,建议:拼板掏空处,增加工艺边,37,两边Mark进行对比,Mark点到板边的距离为5mm,Mark点到板边的距离为3mm,A/B面Mark不对称,印刷机和贴片机均需做两个程序，影响生

8、产效率。 建议:两边的Mark到板边缘距离为5mm.,机型:WBG1503A,38,机型:WBG3503A P1版,弹片在PCB板没有方向标识 建议：增加丝印标识,39,机型:WBG3502A P1版,蔽盖取料位置太小,机器无法吸取、贴装 建议:在重量中点加一个直径为10mm的吸盘,40,机型:WBG3502A P1版,屏蔽架与贴片料干涉,有移位的可能 建议:开一个避让孔,41,机型:试产的所有机型,屏蔽盖来料包装,不是专用包装,不能作为机器Tray盘使用，需要制作Tray盘，增加生产成本,42,机型:WBG3502A P1版,0603的焊盘,贴片0402物料,机型:WBG3505A P1版,

9、0402的焊盘,贴片0603物料,焊盘大小与物料不匹配,43,机型:WBG3502A P1版,WBG3500A P3版,二选一晶振, 焊盘同一方向放置。使用长晶振时，短晶振焊盘锡膏将把长晶振垫高，造成虚焊 建议:把短晶振焊盘改为90度,44,机型:WBG3502A,WBG1006A,WBG1006B,咪头与屏蔽件太近,不利于维修，在维修时会把咪头吹坏 建议:咪头与屏蔽件的安全距离大于5mm,45,海外机型:WBG3505A P3版,PCB板耳机插座插座定位孔与耳机插座实物之间没有0.2mm的余量,46,机型:WBG3503A P1版,WBG3505A P1版,T卡与屏蔽件,侧位开关太近,在过炉

10、后连锡 建议:大元件固定脚,请把安全距离大于3mm,47,海外机型:WBG3500A P2版,弹片焊盘过大、有通孔,造成弹片过炉偏位,少锡 建议:焊盘大小在材料电极尺寸基础上四边各加0.1mm，任何上锡焊盘均不能有通孔设计。,48,PCB焊盘有通孔,将导致锡漏到PCB背面，造成虚焊或立碑不良,49,D004小板连接器短路,焊盘中间连线，造成短路,50,0.4Pitch QFN 相邻焊盘盲孔不能打在同一条直线上，需要错开；同时最好能要求PCB板厂盲孔做到0.23mm,51,因材料一端采用阻焊定义（MSD）设计，一端是非阻焊定义（NMSD）设计，导致了焊盘大小不一致，大焊盘在锡膏熔化后对材料电极拉

11、力较大，因此会产生一定比例的虚焊和立碑不良。 所以我们要求：MSD阻焊开窗必须是焊盘的大小，以保证焊盘大小一致。,两焊盘大小不一致导致不良实例,52,原因分析： 1、麦克风和弹片与PCB板邮票孔有干涉，无法分板； 2、红色方框内邮票孔设计孤形状弯度太大，不宜分板机分板。 改善对策： 1、材料堆叠时需评估，确保邮票孔不与材料干涉； 2、不建议采用有弧度的邮票孔，在有弧度时，建议邮票孔长度减小。,53,原因分析：以上物料无法从物料上判别方向点，不便于SMT生产。 改善对策：客户临时制做样板贴装，下批生产客户需在物料上制作极性点便于SMT识别及生产。,金立CBD75A机型,54,原因分析：图纸方向与

12、实际不相符，U1504,U1702实际方向与图纸相反； 改善对策：确认图纸的正确性，有极性元件需标示正确，防止SMT批量不良。,正确方向,金立GBW901机型,图纸方向,55,原因分析：gerber文件与实际不符（实际PCB板需贴装三极管）； 改善对策：提供最新gerber文件，确保数据正确。,金立GBW101机型,56,原因分析：CPU、IC焊盘设计采用SMD设计； 改善对策：优化焊盘设计，具体可参考 0.4Pitch 焊盘设计规范。,金立GBW1005机型,57,原因分析：主板、小板弹片物料与焊盘不匹配，过炉移位。 改善对策:要求材料和焊盘匹配。,金立S005机型,58,原因分析：贴装屏蔽

13、架后与排插有干涉，导致短路； 改善对策：材料堆叠评审时，要求两材料丝印相隔0.25mm以上。,金立S009机型,59,6505机型,原因分析：屏蔽件设计规格尺寸太大，在包装、运输及生产过程中容易变形、造成焊接不良；维修时需风枪高温长时间加热、造成维修困难； 改善对策：设计分成两个屏蔽件组件,60,海外机型,原因分析：通孔设计SMT钢网开孔无法保证下锡量，容易造成虚焊（无法使用0.2厚的钢网 改善对策：定位孔沉铜上锡设计,61,拼板要求（现状）,拼板要求（建议）,62,智能手机由于高密度布局，生产时支撑空间很小，所以我们建议尽量做四边工艺边，同时单板与单板之间必须3mm以上的工艺边，单板与工艺边

14、大于1.6mm的空隙需要填上，这样可以在不增加成本的情况下增加SMT生产支撑，也可以增加工艺边的强度、降低PCB变形量。,拼板要求（建议）,63,0.5Pitch 滤波器、排阻等,0.5Pitch的排阻焊盘宽度是0.30mm，焊盘间隙为0.20mm，如果盲孔打偏、焊盘加粗、阻焊定义等设计均会减小这个距离，这样容易导致虚焊和短路不良.,64,三、BGA区域防焊开窗及PAD尺寸规范 不同平台的BGA规范及相关尺寸管控定义,目前在制主要有2种BGA设计：0.5Pitch，0.4Pitch。 0.5mm ptich以6253为例，规格如下：,65,0.5mm PITCH的BGA规范（针对NSMD设计）

15、,生产板管控范围: 防焊桥宽度= 0.05-0.13mm（2 - 3mil） 防焊窗单边宽度= 0 - 0.05mil（0 - 2mil） 防焊窗直径 (A)= 0.33 - 0.40mm（13-16mil） 开窗斜对角（B） = 0.41 0.51mm（14 -20 mil） PAD 直径（C1）= 0.25 - 0.28mm（9.05-11.2mil） PAD 直径（C2）= 0.27 0.30mm（10.3-11.8mil,BGA GEBER资料设计： 防焊桥宽度= 0.13mm（5.12mil） 防焊窗单边宽度= 0.05mm（2 mil） 防焊窗直径(A) = 0.37 mm（14.

16、6mil） 开窗斜对角（B）= 0.482mm（18.9mil） PAD 直径（C1） = 0.27mm（10.6mil） PAD 直径（C2） = 0.30mm（11.8mil）,备注： 0.5PITCH的6253平台的BGA防焊窗采用方形倒角设计； 0.5PITCH的其它平台的BGA防焊窗采用圆形设计。,备注： 以上均针对非走线的规范设计区域，走线区域会适量加大R角或削防焊窗。,66,0.5mm PITCH的BGA规范（针对NSMD设计）,对于方形开窗倒角位置走线可能会漏铜时，倒角可做调整成圆弧(R0.075mm)。,4-R0.075mm,67,0.5mm PITCH的BGA规范（针对NS

17、MD设计）,0.5mm PITCH 6253平台的防焊窗设计,0.5mm PITCH 其它平台的防焊窗设计,68,0.5mm PITCH的BGA规范（针对大铜面绿油窗设计）,0.5mm PITCH SMD区域的防焊窗按圆形设计 防焊窗直径（C）= 0.25 - 0.30mm（9.8-11.8mil）,0.5mm PITCH 大铜面NSMD的防焊窗按圆形设计 防焊窗直径 (A)= 0.32 - 0.39mm（11.8-15.4mil）,A,69,生产板管控范围: 防焊桥宽度= 0.05-0.076mm（2 - 3mil） 防焊窗单边宽度= 0 - 0.05mm（0 - 2mil） 防焊窗直径 (

18、a)= 0.30 - 0.34mm（11.8-13.5mil） 开窗斜对角 = 0.35 0.46mm（14 -18 mil） PAD 直径 = 0.23- 0.25mm（9.0-9.8mil）,0.4mm Pitch的BGA规范（针对NSMD设计）,BGA GEBER资料设计： 防焊桥宽度= 0.075mm（3mil） 防焊窗单边宽度= 0.038mm（1.5mil） 防焊窗直径(a) = 0.325 mm（12.8mil） 开窗斜对角 = 0.418mm（16.5mil） PAD 直径 = 0.25mm（9.8mil）,a,备注： 以上均针对非走线的规范设计区域，走线区域会适量加大R角或削

19、防焊窗。,70,0.4mm Pitch的BGA规范（针对NSMD设计）,对于方形开窗倒角位置走线可能会漏铜时，倒角可做调整成圆弧或倒直线角。,71,0.4mm PITCH的BGA规范（针对SMD设计）,0.4mm PITCH SMD区域的防焊窗按圆形设计 防焊窗直径（C） = 0.23 - 0.26mm（9.1-10.3mil）,0.4mm PITCH 大铜面NSMD的防焊窗按圆形设计 防焊窗直径 (A)= 0.29 - 0.34mm（11.4-13.5mil）,A,72,0.4mm PITCH BGA设计规范（以MTK6575为例）,73,0.4mmPitch设计MTK6573平台、MTK6

20、575平台展示,1、MTK6573平台展示,BGA PAD大小0.254mm，公差：+/-10%，Pitch 0.4mm，防焊开窗0.325mm，盲孔0.1mm，盲孔位于BGA PAD中心，盲孔PAD与BGA PAD等大，PIN：518个，盲孔电镀填平工艺。,74,MTK6575平台展示,BGA PAD大小0.254mm，公差：+/-10%，Pitch 0.4mm，防焊开窗0.325mm，盲孔0.1mm，盲孔位于BGA PAD中心，盲孔PAD与BGA PAD等大，PIN：537个，中间153个pin由开窗定义BGA PAD大小盲孔电镀填平工艺。,75,四、制程中PCB制作工艺不良实例,阻焊偏位

21、，阻焊环暴露相邻电气导线;阻焊偏位超过3mil 机型：WBG1005,76,阻焊环严重偏位， 绿油上焊盘 机型：6501,77,盲孔无电镀填充，部分盲孔太深 机型：6501,78,掉绿油及有杂质 机型：6501,PAD发黑，有异物 机型：6501,79,D004机种焊盘变形或偏大，容易导致短路,80,WBG1000C机种表面走线宽，容易导致短路,81,WBG1005机种表面走线宽，容易导致短路,82,WBG1006阻焊偏位，绿油覆盖PAD、PAD变形,83,PCB板曲翘变形严重 机型：WBG1000 PCB,PCB板曲翘变形严重 机型： WBG1005,84,NG板为SMD设计，同时切盘严重,

22、NG板焊盘为正方形,NG,OK,NG,OK,85,侧按键孔壁光滑,侧按键孔壁有毛刺、严重的有角度倾斜,86,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,87,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,88,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,89,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,90,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,91,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,92,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,93,Thanks !,