手机主板-DFM分享课程

1手机及模块PCBDFM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PCBDFM评审表目录3HP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;70－80％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67组装工序焊接LCD时，易造成BGA焊接不良82、定位的DFM设计问题维修人员无法准确定位；91011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案例：TD1082125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1314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：M907ESD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。164、屏蔽件的DFM设计问题171819205、器件选型的DFM设计问题216、拼板的DFM设计问题多个机型RF头，连接器，飞溅粉尘接触不良；22T001机型0.4PitchCPU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0.4PitchCPU24建议将盲孔置于PAD中心或完全距离PAD2mil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0.4PitchCPU2526T001机型：0.4PitchU201BGA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，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2728T001机型：0.4PitchU201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29T001机型：0.5PitchU501（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308、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:WBG3502AP1版,WQG6000AP1版USB与邮票孔干涉耳机座与邮票孔干涉机型:WQG6000AP1版,WBG3500AP3版,二、NPI及制程中DFM设计问题不良实例34机型:WBG3502P1版邮票孔与侧位开关、弹簧开关有干涉,贴装后分板困难WBG3502WBG3503机型:WBG3503P1版,WBG3501P1版,WBG3505P2版35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:WBG3501AP2版,WBG3505AP1版,WQG6000AP1版WBG3501AWQG6000AWBG3505A36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:WBG3501AP2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5mmMark点到板边的距离为3mmA/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。建议:两边的Mark到板边缘距离为5mm.机型:WBG1503A38机型:WBG3503AP1版弹片在PCB板没有方向标识建议：增加丝印标识39机型:WBG3502AP1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:WBG3502AP1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:WBG3502AP1版0603的焊盘,贴片0402物料机型:WBG3505AP1版0402的焊盘,贴片0603物料焊盘大小与物料不匹配43机型:WBG3502AP1版,WBG3500AP3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5mm45海外机型:WBG3505AP3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:WBG3503AP1版,WBG3505AP1版T卡与屏蔽件,侧位开关太近,在过炉后连锡建议:大元件固定脚,请把安全距离大于3mm47海外机型:WBG3500AP2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。48PCB焊盘有通孔,将导致锡漏到PCB背面，造成虚焊或立碑不良49D004小板连接器短路焊盘中间连线，造成短路500.4PitchQFN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∮0.23mm51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596505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）630.5Pitch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。•0.5mmptich以6253为例，规格如下：650.5mmPITCH的BGA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（14-20mil）PAD直径（C1）=0.25-0.28mm（9.05-11.2mil）PAD直径（C2）=0.27–0.30mm（10.3-11.8milBGAGEBER资料设计：防焊桥宽度=0.13mm（5.12mil）防焊窗单边宽度=0.05mm（2mil）防焊窗直径(A)=0.37mm（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：1.0.5PITCH的6253平台的BGA防焊窗采用方形倒角设计；2.0.5PITCH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。660.5mmPITCH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-R0.075mm670.5mmPITCH的BGA规范（针对NSMD设计）0.5mmPITCH6253平台的防焊窗设计0.5mmPITCH其它平台的防焊窗设计680.5mmPITCH的BGA规范（针对大铜面绿油窗设计）0.5mmPITCHSMD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）0.5mmPITCH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）A69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（14-18mil）PAD直径=0.23-0.25mm（9.0-9.8mil）0.4mmPitch的BGA规范（针对NSMD设计）BGAGEBER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)=0.325mm（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角或削防焊窗。700.4mmPi