手机主板DFM分享课程市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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,1,第1页,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,2,第2页,HP企业DFM统计调查表明:,产品总成本60%取决于产品最初设计;,75制造成本取决于设计说明和设计规范;,7080生产缺点是因为设计原因造成。,3,第3页,不良设计在SMT生产制造中危害,1.造成大量焊接缺点。,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.返修可能会损坏元器件和印制板。,5.返修后影响产品可靠性,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最严重时因为无法实施生产需要重新设计，造成整个产品实际开发时间延长，失去市场竞争机会。,4,第4页,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,5,第5页,6,第6页,组装工序焊接LCD时，易造成BGA焊接不良,7,第7页,2、定位DFM设计问题,维修人员无法准确定位；,8,第8页,9,第9页,10,第10页,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,11,第11页,案例：,TD108 2125电容太高与基带屏蔽盖短路，后采取贴高温胶,造成SMT贴片困难影响产品质量,3、干涉DFM设计问题,12,第12页,13,第13页,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,造成,按键手感低,14,第14页,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。,15,第15页,4、屏蔽件DFM设计问题,16,第16页,17,第17页,18,第18页,19,第19页,5、器件选型DFM设计问题,20,第20页,6、拼板DFM设计问题,多个机型RF头，连接器，飞溅粉尘接触不良；,21,第21页,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DFM设计问题,22,第22页,优化PAD上只引出一条走线；,T001机型0.4Pitch CPU,23,第23页,提议将盲孔置于PAD中心或完全距离PAD 2mil 以外,防止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,24,第24页,25,第25页,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平面,。,右图BGA下方表层铺铜，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,26,第26页,27,第27页,T001机型：0.4Pitch U201,表层走线宽小于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,28,第28页,T001机型：0.5Pitch U501 （BOT面）,盲孔打在焊盘中心或者阻焊圈外，防止PAD制作变形及无阻焊环,29,第29页,8、防呆DFM设计问题,30,第30页,弹片与PCB焊盘不匹配大部分表达在试产阶段；,9、焊盘匹配DFM设计问题,31,第31页,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，再流焊时因为元件焊接端不能与焊盘搭接交叠，会产生吊桥、移位。,当焊盘尺寸大小不对称，或两个元件端头设计在同一个焊盘上时，,因为表面张力不对称，也会产生立碑、移位。,立碑视频,32,第32页,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,33,第33页,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,34,第34页,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、影响电气性能中风险,提议:邮票孔与精密连接器距离大于10mm,机型:WBG3501A P2版,WBG3505A P1版,WQG6000A P1版,WBG3501A,WQG6000A,WBG3505A,35,第35页,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、造成PCB板报废,机型:WBG3501A P2版,WBG1503A,提议:拼板掏空处,增加工艺边,36,第36页,两边Mark进行对比,Mark点到板边距离为5mm,Mark点到板边距离为3mm,A/B面Mark不对称,印刷机和贴片机均需做两个程序，影响生产效率。,提议:两边Mark到板边缘距离为5mm.,机型:WBG1503A,37,第37页,机型:WBG3503A P1版,弹片在PCB板没有方向标识,提议：增加丝印标识,38,第38页,机型:WBG3502A P1版,蔽盖取料位置太小,机器无法吸收、贴装,提议:在重量中点加一个直径为10mm吸盘,39,第39页,机型:WBG3502A P1版,屏蔽架与贴片料干涉,有移位可能,提议:开一个避让孔,40,第40页,机型:试产全部机型,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,41,第41页,机型:WBG3502A P1版,0603焊盘,贴片0402物料,机型:WBG3505A P1版,0402焊盘,贴片0603物料,焊盘大小与物料不匹配,42,第42页,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,提议:把短晶振焊盘改为90度,43,第43页,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,提议:咪头与屏蔽件安全距离大于5mm,44,第44页,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余量,45,第45页,机型:WBG3503A P1版,WBG3505A P1版,T卡与屏蔽件,侧位开关太近,在过炉后连锡,提议:大元件固定脚,请把安全距离大于3mm,46,第46页,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,提议: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。,47,第47页,PCB焊盘有通孔,将造成锡漏到PCB后面，造成虚焊或立碑不良,48,第48页,D004小板连接器短路,焊盘中间连线，造成短路,49,第49页,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,50,第50页,因材料一端采取,阻焊定义（MSD）设计，一端是非阻焊定义（NMSD）设计，造成了焊盘大小不一致，大焊盘在锡膏熔化后对材料电极拉力较大，所以会产生一定百分比虚焊和立碑不良。,所以我们要求：MSD阻焊开窗必须是焊盘大小，以确保焊盘大小一致。,两焊盘大小不一致造成不良实例,51,第51页,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。,改进对策：,1、材料堆叠时需评定，确保邮票孔不与材料干涉；,2、不提议采取有弧度邮票孔，在有弧度时，提议邮票孔长度减小,。,52,第52页,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。,改进对策：客户暂时制做样板贴装，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,53,第53页,原因分析：图纸方向与实际不相符，U1504,U1702实际方向与图纸相反；,改进对策：确认图纸正确性，有极性元件需标示正确，预防SMT批量不良。,正确方向,金立GBW901机型,图纸方向,54,第54页,原因分析：gerber文件与实际不符（实际PCB板需贴装三极管）；,改进对策：提供最新gerber文件，确保数据正确。,金立GBW101机型,55,第55页,原因分析：CPU、IC焊盘设计采取SMD设计；,改进对策：优化焊盘设计，详细可参考 0.4Pitch 焊盘设计规范。,金立GBW1005机型,56,第56页,原因分析：主板、小板弹片物料与焊盘不匹配，过炉移位。,改进对策:要求材料和焊盘匹配。,金立S005机型,57,第57页,原因分析：贴装屏蔽架后与排插有干涉，造成短路；,改进对策：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,58,第58页,6505机型,原因分析：屏蔽件设计规格尺寸太大，在包装、运输及生产过程中轻易变形、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；,改进对策：设计分成两个屏蔽件组件,59,第59页,海外机型,原因分析：通孔设计SMT钢网开孔无法确保下锡量，轻易造成虚焊（无法使用0.2厚钢网,改进对策：定位孔沉铜上锡设计,60,第60页,拼板要求（现实状况）,拼板要求（提议）,61,第61页,智能手机因为高密度布局，生产时支撑空间很小，所以我们提议尽可能做四边工艺边，同时单板与单板之间必须3mm以上工艺边，单板与工艺边大于1.6mm空隙需要填上，这么能够在不增加成本情况下增加SMT生产支撑，也能够增加工艺边强度、降低PCB变形量。,拼板要求（提议）,62,第62页,0.5Pitch 滤波器、排阻等,0.5Pitch排阻焊盘宽度是0.30mm，焊盘间隙为0.20mm，假如盲孔打偏、焊盘加粗、阻焊定义等设计均会减小这个距离，这么轻易造成虚焊和短路不良.,63,第63页,三、BGA区域防焊开窗及PAD尺寸规范,不一样平台BGA规范及相关尺寸管控定义,当前在制主要有2种BGA设计：0.5Pitch，0.4Pitch。,0.5mm ptich以6253为例，规格以下：,64,第64页,0.5mm PITCHBGA规范（针对NSMD设计）,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（14.6mil）,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：,0.5PITCH6253平台BGA防焊窗采取方形倒角设计；,0.5PITCH其它平台BGA防焊窗采取圆形设计。,备注：以上均针对非走线规范设计区域，走线区域会适量加大R角或削防焊窗。,65,第65页,0.5mm PITCHBGA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,66,第66页,0.5mm PITCHBGA规范（针对NSMD设计）,0.5mm PITCH,6253,平台防焊窗设计,0.5mm PITCH,其它,平台防焊窗设计,67,第67页,0.5mm PITCHBGA规范（针对大铜面绿油窗设计）,0.5mm PITCH,SMD区域防焊窗按圆形设计,防焊窗直径（C）=0.25-0.30mm（9.8-11.8mil）,0.5mm PITCH,大铜面NSMD防焊窗按圆形设计,防焊窗直径(A)=0.32-0.39mm（11.8-15.4mil）,A,68,第68页,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(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 PitchBGA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：以上均针对非走线规范设计区域，走线区域会适量加大R角或削防焊窗。,69,第69页,0.4mm PitchBGA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。,70,第70页,0.4mm PITCHBGA规范（针对SMD设计）,0.4mm PITCH,SMD区域防焊窗按圆形设计,防焊窗直径（C）=0.23-0.26mm（9.1-10.3mil）,0.4mm PITCH,大铜面NSMD防焊窗按圆形设计,防焊窗直径(A)=0.29-0.34mm（11.4-13.5mil,）,A,71,第71页,0.4mm PITCH,BGA设计规范（以MTK6575为例）,72,第72页,0.4mmPitch设计MTK6573平台、MTK6575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。,73,第73页,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。,74,第74页,四、制程中PCB制作工艺不良实例,阻焊偏位，阻焊环暴露相邻电气导线;阻焊偏位超出3mil,机型：WBG1005,75,第75页,阻焊环严重偏位，绿油上焊盘,机型：6501,76,第76页,盲孔无电镀填充，部分盲孔太深,机型：6501,77,第77页,掉绿油及有杂质,机型：6501,PAD发黑，有异物,机型：6501,78,第78页,D004机种焊盘变形或偏大，轻易造成短路,79,第79页,WBG1000C机种表面走线宽，轻易造成短路,80,第80页,WBG1005机种表面走线宽，轻易造成短路,81,第81页,WBG1006阻焊偏位，绿油覆盖PAD、PAD变形,82,第82页,PCB板曲翘变形严重,机型：WBG1000 PCB,PCB板曲翘变形严重,机型：WBG1005,83,第83页,NG板为SMD设计，同时切盘严重,NG板焊盘为正方形,NG,OK,NG,OK,84,第84页,侧按键孔壁光滑,侧按键孔壁有毛刺、严重有角度倾斜,85,第85页,评定组员：,日期,Model：,试产阶段：,客户：,类别,项目,描述,评定结果,备注,设备参数,nozzle适用性,非标元件,可贴元件大小,0201-45*45(mm),可贴元件高度,小于等于12mm,托盘材料适用性,可贴片性，换料频次,FEEDER适用性,卷装56mm以下,手贴料,SMT工序无手贴料,金众电子SMT事业部,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,86,第86页,金众电子SMT事业部,PCB参数,尺寸限制,最小50*50 最大320*250,工艺边,贴片元件实体不能进入工艺边及上空,不规则PCB没做拼版设计时必须设计工艺边使PCB外形成直线,拼版PCB图形之间镂空面积大于3*3mm地方需追加工艺边填充,工艺边设计：PCB在SMT生产方向为短边过回焊炉(Reflow),PCB长边为SMT输送带夹持边,有0.4Pitch BGA芯片项目，标准上要求四边工艺边,拼版方式,是否符合SMT生产工艺及利于SMT效率？,拼版大小,拼版大小应以制造、测试、装配过程便于加工，不产生较大变形为宜,拼版连接,拼版中各块PCB互连采取双面对刻V形槽或邮票孔设计,V形槽或邮票孔,V形槽或邮票孔与器件是否存在干涉,邮票孔位置是否与组装结构卡扣位置重合,邮票孔位置边缘是否有连接器或RF头易进灰尘器件,V形槽或邮票孔位置与板内器件需保持2mm以上距离，预防分板造成锡裂,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,87,第87页,金众电子SMT事业部,MARK点,MARK点基本要求,普通使用0.5-3mm圆形独立焊盘作为MARK，MARK点外围必需是一个没有涂敷金属环形区域，环形区域还需覆盖绿油阻焊层,MARK点数量,每面最少有3个MARK，且对角MARK与中心不对称，拼版时，每小板需设计2个MARK点,MARK点外围,MARK点直径3MM范围不允许有焊盘、测试点、通孔、丝印标识等影响机器识别,MARK点位置,mark点中心距PCB板边距离最少4MM,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,88,第88页,金众电子SMT事业部,PCB丝印,PCB标示,PCB名称版本号标示清楚,元件标示,元件需作丝印标示；（高密度项目，不作丝印框标示除外）,极性,有极性器件在极性丝印图上标示清楚，极性方向要统一，易于判别；,完整性,全部器件焊盘与标示与BOM清单中描述完全一至,连接器及IC等特殊件,连接器及QFP需标注出引脚功效或数字序号，对于密集性，最少需给出首、未PIN编号,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,89,第89页,金众电子SMT事业部,元件布局,布局设计,禁止CHIP器件布置在板边缘，尤其是TVS二极管，极易掉件,考虑返修性及底部填充胶工艺，通常BGA周围留约3mm，,BGA器件不要布放在PCB角、边缘、或靠近接插件、安装孔、槽、拼板切割、豁口和拐角等处，以上这些位置是印制板高应力区，轻易造成焊点开裂或裂纹,最小元件间距以0.25极限（当前SMT工艺做到了0.2，但品质不是很稳定），且要有阻焊设计,组装焊接（如LCD压焊）焊盘布局在BGA后面,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,90,第90页,金众电子SMT事业部,元件规范,BGA,a 焊盘尺寸不规范，过大或过小。b 通孔盲孔设计规范，电镀填孔处理c 焊盘与导线连接不规范d 没有设计阻焊或阻焊不规范。E BGA 焊盘设计在铜面上,Chip元件焊盘设计,a 对称性两端焊盘必须对称，才能确保熔融焊锡表面张力平衡。b 焊盘间距确保元件端头或引脚与焊盘恰当搭接尺寸。c 焊盘剩下尺寸搭接后剩下尺寸必须确保焊点能够形成弯月面。d 焊盘宽度应与元件端头或引脚宽度基本一致。,SOP、QFN、QFP,最基本标准：焊盘中心距等于引脚中心距,0.4PITCH连接器,焊盘宽0.23，完整阻焊开窗设计,焊盘及阻焊层设计NSMD与SMD焊盘,要求使用NMSD,尤其是BGA产品可靠性优势显著,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,91,第91页,金众电子SMT事业部,元器件,耐温特征,SMT器件整体能承受260度，10秒高温无质量问题,温敏器件,包装方式是否符合MSD要求,共面性,表面贴装器件管脚共面小于0.1mm,重量,考滤吸着真空稳定性及二次回流掉件,易损件,易损件是否有效防呆保护（如玻璃封装芯片是否在屏蔽盖内)，是否导入点胶保护,返修性,选取器件是否有返修性（麦克、大规格屏蔽件）,元件规格书特殊工艺要求,a 6级潮湿敏感器件（SMT控制环境下，开封使用周期小于6H)b 最高炉温或温区时间特殊工艺要求c 吸着位置特殊标注器件d 禁止二次回流焊器件,五、PCB_SMT_DFM_CHECKLIST,92,第92页,Thanks!,93,第93页,