SIMCOM_PCB设计可制作性规范_DFM-2

手机及模块PCB设计可制造性工艺规范DFM-2HP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。•原则•内容•本文件试用范围•目的和意义可制造性设计DFM（DesignForManufacture）是保证PCB设计质量的最有效的方法。DFM就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。意义和目的本文件适用范围•适用于SIMCOM所有手机及无线模块PCB设计的可制造性。•针对客户对个别机型有特殊要求与此规范存在冲突的，以客户特殊标准为准。•本文件规定了电子技术产品采用表面贴装技术（SMT）时应遵循的基本工艺要求。•本文件适用于SIMCOM以印制板（PCB）为贴装基板的表面贴装组件（SMD）的设计和制造。原则•DFM基本规范中涵盖下文提到的“PCB设计的工艺要求”、“PCB焊盘设计的工艺要求”、“屏蔽盖设计”三部分内容为R&D拼板设计及Layout时必须遵守的事项，否则SMT或割板时无法生产。•DFM建议或推荐的规范为制造单位为提升产品良率,建议R&D在设计阶段加入拼板设计及PCBLayout。•零件选用建议规范:Connector零件应用逐渐广泛,又是SMT生产时是偏移及置件不良的主因,故制造希望R&D及采购在购买异形零件时能顾虑制造的需求,提高自动置件的比例。主要内容一、不良设计在SMT制造中产生的危害二、目前SMT印制电路板设计中的常见问题及解决措施三、PCB设计的工艺要求四、PCB焊盘设计的工艺要求五、屏蔽盖设计六、元件的选择和考虑七、附件DFM检查表四PCB焊盘设计的工艺要求焊盘设计是PCB线路设计的极其关键部分，因为它确定了元器件在印制板上的焊接位置，而且对焊点的可靠性、焊接过程中可能出现的焊接缺陷、可清洗性、可测试性和目检、维修等起着重要作用。焊盘间距考虑到元器件制造误差、贴装误差以及检测和返修，相邻元器件焊盘之间的间隔，要求按下述原则设计：Chip元件IC元件边框印制板边缘屏蔽盖异形元件Chip元件≥0.3㎜≥0.3㎜≥0.3㎜≥0.5㎜≥0.5㎜IC元件边框≥0.3㎜≥0.5㎜≥0.5㎜屏蔽盖≥0.5㎜≥0.5㎜≥0.5㎜≥0.5㎜≥0.5㎜放电管与相邻元件PAD之间的距离≥0.4㎜放电管与放电管之间的距离≥0.1mm说明：Chip元件：指0201、0402、0603等元件；IC元件：BGA、QFP、QFN、aQFN等元件；异形元件：耳机插座、边键、电池连接器、T卡等元件；屏蔽盖：指屏蔽盖焊盘的内外边沿。只要贴装密度允许，以上距离尽量取最大值。CHIP元件焊盘设计Chip元件焊盘设计应掌握以下关键要素：a）对称性——两端焊盘必须对称，才能保证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的搭接尺寸。c）焊盘剩余尺寸——搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面。d）焊盘宽度——应与元件端头或引脚的宽度基本一致。1206、0805、0603、0402、0201焊盘设计英制A(mil)B(mil)G(mil)1206607070805506030603253025402253025201121012三、小外形三极管对于小外形晶体管，应在保持焊盘间中心距等于引线间中心距的基础上，再将每个焊盘四周的尺寸分别向外延伸至少0.35mm。四.边扁平封装器件（QFP）焊盘设计Pitch0.80.650.50.40.3焊盘宽度(mm)0.50.40.30.250.17焊盘长度(mm)1.81.81.61.61.61）一种只裸露出封装底部的一面，其它部分被封装在元件内。2）另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分。五方形扁平无引脚塑料封装（PQFN）的焊盘设计PQFN导电焊盘的两种类型3）大面积热焊盘的设计≈器件大面积暴露焊盘尺寸,还需考虑避免和周边焊盘桥接等因素。4）导电焊盘与器件四周相对应的焊盘尺寸相似，但向四周外恻稍微延长一些（0.3~0.5mm）。IC及BGA焊盘设计BGA焊盘设计：1）按照供应厂商提供的有关标称值，在该尺寸上执行焊盘设计；2）焊盘表面处理采用OSP，这样能保证安装表面的平整度，允许元件适当的自对中。镀金是应当避免的，因为在再流焊时，焊料和金之间会发生反应，削弱焊点的连接；3）过孔尽量不要在焊盘上，如正、反面如有过孔，过孔都需塞孔；4）焊盘间如有空间可做阻焊层，一定要制作阻焊层。BGA其它要求：5）外形定位线画法要标准；6）当有多个BGA时，在布置芯片位置时，要考虑加工性；7）考虑返修性，通常BGA周边留1mm以上；（推荐）8）对于引线间距≤0.5mm的QFP和球间距≤0.5mm的BGA封装的器件，为提高贴片精度，要求在IC两对角设置基准点。0.5mmPitchBGA的Pad1)PCB上每个焊球的焊盘中心与BGA底部相对应的焊球中心相吻合；2)PCB焊盘图形为实心圆，导通孔不能加工在焊盘上；a焊盘最大直径等于BGA底部焊球的焊盘直径；（推荐）b最小直径等于BGA底部焊盘直径减去贴装精度。（推荐）例如：BGA底部焊盘直径为0.3mm，贴装精度为±0.05mm，PCB焊盘最小直径0.30mm-0.05mm。（BGA器件底部焊球的焊盘直径根据供应商提供的资料）3)阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1～0.15mm。0.45mmPitch&0.27mm球径的aQFN(MT6253)的PadPad大小推荐0.27mm，阻焊开窗尺寸推荐为0.37-0.4mm。密间距IC的PAD密间距的IC增大铜皮，增大边引脚的引力，便于回流焊自对中，防止其连焊。J形引脚小外形集成电路（SOJ）和塑封有引脚芯片载体（PLCC）的焊盘设计SOJ与PLCC的引脚均为J形，典型引脚中心距为1.27mm；a)单个引脚焊盘设计（0.50～0.80mm）×（1.85～2.15mm）；b)引脚中心应在焊盘图形内侧1/3至焊盘中心之间；c)SOJ相对两排焊盘之间的距离（焊盘图形内廓）A值一般为5、6.2、7.4、8.8(mm)；d)PLCC相对两排焊盘外廓之间的距离：J=C+K（单位mm）式中：J—焊盘图形外廓距离；KeyPad设计KeyPad原则上要求：1）都尽量设计成完整的同心圆形，且不得有机械孔；2）每个同心圆直径尺寸不得小于φ5mm；3）相邻KeyPad的最接近点的间距≥0.2mm；4）DOME锅仔覆盖的范围内不能有表层走线，都采取镭射过孔方式走线。5）PCBKeyPad附近至少需有两处露铜用于DOME接地。6）如因PCB尺寸小的原因，实在无法做完整完整的同心圆的KeyPad，则需考虑DOME锅仔和KeyPad的配合问题:缩小锅仔尺寸，使在按压后，锅仔的直边或异性边不能超出KeyPad直边和异形边。可避免锅仔边反复摩擦PCB上的阻焊层，造成阻焊层下的铺铜和锅仔短路，造成KeyPad失效。外形定位线(丝印框)1）在画BGA器件图形时，必须要画元件外框图形，用途是检验时进行对中。2）对于与结构配合有关的元器件如电池插座、SIM卡等，在制作PCB板时必须加上元器件的外形定位边框即丝印框图，亦可用金线做外形定位框。3）贴片结构件优先选用有定位孔的元件。导线与焊盘的连接说明：如果与电气性能冲突，应服从电气性能的需求。1）对于阻容元件，印制导线连接焊盘处的最大宽度应焊盘宽度的一半。2）密间距器件的焊盘引脚需要连接时，应从焊脚外部连接，不允许在焊脚中间直接连接，如下图中所示3）焊盘要与较大面积的导电区如地、电源等平面相连时，应通过一长度较短细的导电电路进行热隔离。从大面积地或电源线处引出的导线长大于0.5mm，宽小于0.4mm。4）多层板外层、单双面板上大的导电面积，应局部开设窗口，并最好布设在元件面；如果大导电面积上有焊接点，焊接点应在保持其导体连续性的基础上作出隔离刻蚀区域。防止焊接时热应力集中。阻焊膜当有两个以上片状元器件相互靠得很近，甚至共用一段印制导线时，需用阻焊膜使焊点分离，以免在元器件的电极端形成焊接力，导致元器件位移。阻焊膜厚度控制在10+/-10umil。过孔1）推荐BGA芯片的引脚通常采用在BGA焊盘中间空地用过孔的形式引出，而且一般都是多层布线。在PCB制板时用阻焊油墨将过孔阻焊，以免焊接BGA时发生桥接；2）如在PAD焊盘内打孔，通孔或半通孔需填充涂平,尤其是Pitch和球径较小的芯片。I/O连接器1)推荐设置焊盘以保证I/O口有足够的强度，但焊盘要避让有可能让锡膏挥发溶剂能进入连接器内部的缝隙或缺口，以免造成连接器电性能失效。2)连接器对面的铜焊盘必须被绿油覆盖，这样做可以避免第二面印刷时因锡珠造成顶破钢网或钢网垫高导致连焊的问题，但此处的铜焊盘不能完全被绿油覆盖，因制板工艺无法达到，会导致丝印的绿油灌到定位孔中，如图所示，边缘留出一圈即可。3）连接器（IO）的PIN脚高度必须PCB厚度，以免印刷第二面时，PIN脚顶破钢网或顶高钢网造成桥连。边键尽量选用有定位孔的侧边按键物料,否则可靠性可能会产生问题。原则上，侧键本体下面的PAD应使用阻焊盖住，可以避免或减少助焊剂侵入造成连接PIN脚断路，导致按键失效。边键的焊盘宽度=边键pin脚宽度+0.2mm边键的焊盘长度=边键pin脚长度+0.2mm耳机插座原则上，耳机插座BODY下面的PAD应使用阻焊盖住，可以避免或减少助焊剂侵入耳机插座造成连接PIN脚断路，导致耳机受话功能失效。尽量选用有定位孔的侧边按键物料,否则可靠性可能会产生问题。五屏蔽盖设计结构种类：封闭式（一体式）、围墙式（分体式）建议采用围墙式（亦称分体式）的屏蔽盖。封闭式（一体式）屏蔽盖与分体式屏蔽盖相比有以下缺点：1）、影响焊接，因热风回流不充分。2）、焊后无法对屏蔽盖内元件进行目视检查。3）、维修困难。如果一块板上有两个以上的屏蔽盖，两个屏蔽盖之间的最小距离须0.5mm。屏蔽盖与下方IC距离以下所指屏蔽盖均指屏蔽盖的下表面未特指时，以下所指的屏蔽盖为分体式的屏蔽盖以下所指IC均指IC的上表面，1）屏蔽盖与下方最高的IC距离应≥0.2mm。此规定依据屏蔽盖加工的累积误差0.05mm，加上贴片制程锡膏厚度0.15mm，目的是避免屏蔽盖与下面的IC表面接触；2)当元件在屏蔽盖吸着点或连接筋的下方时，屏蔽盖与该元件的距离应≥0.4mm，否则，应在设计中让屏蔽盖避让该元件；说明：此规定依据屏蔽盖加工的累积误差0.05mm,加上贴片制程锡膏厚度0.15mm，屏蔽盖的连接筋变形量0.1mm，及保留0.1mm的工艺制程公差,故最小的距离为0.1mm。3）屏蔽盖为一体式屏蔽盖时，屏蔽盖与下方最高IC的距离最小应≥0.2mm，同时屏蔽盖的上表面中央保留吸嘴的位置，一般情况下使用CM301贴装时，推荐使用1003吸嘴。除此之外的位置打上散热孔，在保证屏蔽盖强度的条件下，越多的散热孔越有利于贴片的焊接同时屏蔽盖与板面接触的边沿做成锯齿形，更有利于回流焊接。吸着点位置：吸着点一般设在屏蔽盖的几何中心（应与重心重合），不能影响屏蔽盖下面的元件。吸嘴:一般选用1003吸嘴（吸嘴外径为4*6mm）吸着点尺寸：5*7mm,推荐使用φ6-φ7mm的吸着点。平整性Tolerance：0.1mm外形尺寸厚度：0.15-0.2mm，推荐0.2mm可以保证够的强度，和小的变形量。焊盘PCB上的屏蔽盖焊盘宽度应为0.7mm,(即实际的阻焊开窗的宽度为0.7mm)在回流过程中对元件起到自校正的作用。屏蔽盖焊盘外边沿到板边的距离参照前文焊盘间距。这样是通行的做法，使用较小的焊盘，较大的钢网开口，保证爬锡的效率，这就要求焊盘外边沿距板边、距元件的距离要能够给钢网扩孔留出足够的空间，所以要求屏蔽盖内外边沿距元件、板边的距离能满足焊盘间距的要求。托盘尺寸1)外形尺寸：（长X宽X高）：300*200*实际高度(mm)；2)说明：高度需与元件高度配合；3)托盘各边留出5mm搭边；4)颜色：推荐使用黑色。其它要求：