SIMCOM_PCB设计可制作性规范_DFM--1教学提纲.ppt

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1、SIMCOM_PCB设计可制作性规范_DFM-1HPHP公司公司DFMDFM统计调查表明统计调查表明:产品总成本产品总成本60%60%取决于产品的最初设计取决于产品的最初设计;7575的制造成本取决于设计说明和设计规范的制造成本取决于设计说明和设计规范;70708080的生产缺陷是由于设计原因造成的。的生产缺陷是由于设计原因造成的。原则原则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 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PCB

2、Layout。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、不良设计在一、不良设计在SMTSMT制造中产生的危害制造中产生的危害二、目前二、目前SMTSMT印制电路板设计中的常见问题及解决措施印制电路板设计中的常见问题及解决措施三三、PCBPCB设计的工艺要求设计的工艺要求四四、PCBPCB焊盘设计的工艺要求焊盘设计的工艺要求五、屏蔽盖设计五、屏蔽盖设计六、元件的选择和考虑六、元件的选择和考虑七、附件七、附件DFM DFM 检查表检查表一一.不良设计在不良设计

3、在SMTSMT生产制造中的危害生产制造中的危害一.不良设计在SMT生产制造中的危害1.1.造成大量焊接缺陷造成大量焊接缺陷。2.2.增加修板和返修工作量增加修板和返修工作量，浪费工时，延误工期。，浪费工时，延误工期。3.3.增加工艺流程增加工艺流程，浪费材料、浪费能源。，浪费材料、浪费能源。4.4.返修可能会返修可能会损坏元器件和印制板损坏元器件和印制板。5.5.返修后返修后影响产品的可靠性影响产品的可靠性6.6.造造成成可可制制造造性性差差，增增加加工工艺艺难难度度，影影响响设设备备利利用用率率，降降低生产效率。低生产效率。7 7最最严严重重时时由由于于无无法法实实施施生生产产需需要要重重新

4、新设设计计，导导致致整整个个产产品的实际开发时间延长，品的实际开发时间延长，失去市场竞争的机会失去市场竞争的机会。二.SMT印制电路板设计中的常见问题(1)(1)焊盘结构尺寸不正确（以焊盘结构尺寸不正确（以ChipChip元件为例）元件为例）a a 当当焊焊盘盘间间距距G G过过大大或或过过小小时时，再再流流焊焊时时由由于于元元件件焊焊接接端端不不能能与与焊焊盘盘搭搭接接交叠，会产生吊桥、移位。交叠，会产生吊桥、移位。b b 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，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。由于表面张

5、力不对称，也会产生立碑、移位。(2)(2)通孔设计不正确通孔设计不正确 导通孔设计在焊盘上，焊料会从导通孔中流出，会造成焊膏量不足。导通孔设计在焊盘上，焊料会从导通孔中流出，会造成焊膏量不足。(3)阻焊和丝网不规范阻焊和丝网不规范 阻焊和丝网加工在焊盘上，其原因：一是设计；二是阻焊和丝网加工在焊盘上，其原因：一是设计；二是PCB制造加制造加工精度差造成的。其结果造成虚焊或电气断路。工精度差造成的。其结果造成虚焊或电气断路。丝印偏移丝印偏移未作阻焊未作阻焊(4)基准标志基准标志(Mark)、PCB外形和尺寸、外形和尺寸、PCB定位孔和夹持边的设置不定位孔和夹持边的设置不正确正确 a.基准标志基准

6、标志(Mark)周围有阻焊膜，由于图象不一致与反光造成不认周围有阻焊膜，由于图象不一致与反光造成不认 Mark、频繁停机。、频繁停机。b.导轨传输时，由于导轨传输时，由于PCB外形异形、外形异形、PCB尺寸过大、过小、或由于尺寸过大、过小、或由于 PCB定位孔不标准，造成无法上板，无法实施机器贴片操作。定位孔不标准，造成无法上板，无法实施机器贴片操作。c.在定位孔和夹持边附近布放了元器件，只能采用人工补贴。在定位孔和夹持边附近布放了元器件，只能采用人工补贴。d.拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确，裁板时造成损坏元器件。拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确，裁板时造成损坏元器件。(5)PCB材料选

7、择、材料选择、PCB厚度与长度、宽度尺寸比不合适厚度与长度、宽度尺寸比不合适 a.由于由于PCB材料选择不合适，在贴片前就已经变形，造成贴装精材料选择不合适，在贴片前就已经变形，造成贴装精 度下降。度下降。b.PCB厚度与长度、宽度尺寸比不合适造成贴装及再流焊时变厚度与长度、宽度尺寸比不合适造成贴装及再流焊时变 形，容易造成焊接缺陷，还容易损坏元器件。特别是焊接形，容易造成焊接缺陷，还容易损坏元器件。特别是焊接BGA时时 容易造成虚焊。容易造成虚焊。(6)BGA的常见设计问题的常见设计问题 a 焊盘尺寸不规范，过大或过小。焊盘尺寸不规范，过大或过小。b 通孔设计在焊盘上，通孔没有做埋孔处理通孔

8、设计在焊盘上，通孔没有做埋孔处理,造成造成BGA焊接时产生气焊接时产生气泡，如下视频。泡，如下视频。c 焊盘与导线的连接不规范焊盘与导线的连接不规范 d 没有设计阻焊或阻焊不规范。没有设计阻焊或阻焊不规范。C 表层线宽超过表层线宽超过PAD直径的直径的1/2(7)元器件和元器件的包装选择不合适元器件和元器件的包装选择不合适 由于没有按照贴装机供料器配置选购元器件和元器件的包装，造成无由于没有按照贴装机供料器配置选购元器件和元器件的包装，造成无法用贴装机贴装。法用贴装机贴装。(8)齐套备料时把编带剪断，造成抛料或者无法用贴片机贴片。齐套备料时把编带剪断，造成抛料或者无法用贴片机贴片。三三 PCB

9、 PCB设计的工艺要求设计的工艺要求印制板设计的工艺要求印制板设计的工艺要求：1）在保证SMT印制板生产质量的过程中，设计质量设计质量是质量保证的前提和条件，结合贴装过程的实际情况和有关资料，总结出SMT印制板（PCB）设计过程中研发工程师的自审和NPI及工厂工艺工程人员的复审内容和项目，供产品研发工程师和NPI参考。2）如果研发无法按照以下的要求设计，务必在设计之初，向质量部处提出，共同寻找合适的替代解决方案。3）同时，该文件作为NPI参与设计评审的主要依据。设计输出资料设计输出资料设计输出资料的文件规格要求一、一、钢网文件钢网文件,PCB,PCB拼板文件拼板文件1)格式：GerberGer

10、ber文件；2)文件内容：Top/BottomTop/Bottom面对应的钢网开口（推荐使用Pcb供应商回传的已拼好拼板的GerberGerber文件）；二、器件的位置坐标文件二、器件的位置坐标文件CadDataCadData规格要求规格要求内容内容内容内容：PartType RefDes PartDecal Pins Layer Orient.X YCAP0402 C101 402 2 Top 0 -15.94 71.29RES0402 R675 402 2 Top0 -9.50 49.97如上表示：partType 器件类型refDes 位号partDecal 封装类型pins 焊脚数量L

11、ayer 分布所在的PCB层Orient 旋转角度X X轴坐标Y Y轴坐标2）坐标原点：在PCB拼板工艺边的左下角3)坐标单位：mm(毫米)。4)Top面与Bottom面的数据在数据文件中需分别用”Top”与”Bottom”标识清楚。三、三、白油图的规格要求：白油图的规格要求：油图对所要贴片的元器件的贴装标识一定要准确，要求：a)MP的白油图内容要与BOM表对应一致；b)建议不贴装的元件需用“X”标识清楚；c)字体保证清晰易读；d)极性元件及贴装方向有要求的元件需在白油图上做出方向标识；e)标示方法：对极性元件在白油图上标清极性点；对无极性点，但有极性要求的元件在白油图上标示字体方向或标示外形

12、状（如LCM焊盘等）；即无极性点又无字符标识的在白油图上标示外形形状（如SIM卡座等）；以上三项均要在白油图上标示出外形。四、四、其它必须说明的内容：其它必须说明的内容：a)需要对钢网开口特别处理的器件，设计单位需提供推荐的开口方式或要求；b)主板的厚度不符合 0.8mm10%及副板的厚度不符合0.5mm10%，必须与NPI确认；c)器件要求使用非0.127mm(5mil)钢网;或器件对锡膏厚度有特别要求（目前使用Pitch0.5mm的BGA或aQFN的PCB，建议使用0.1mm的钢网）；d)其它应说明的要求；PCBPCB基板的选用原则基板的选用原则1 1 耐热性耐热性通常耐焊接温度：混合工艺

13、PCB要达到240度，10秒的要求；无铅工艺PCB要达到250度，10秒的要求；来料无形变，经过回流焊接后，PCB无形变。2 PCB2 PCB尺寸尺寸Maximum Maximum:330(L)*250(W)(mm)Minimum Minimum:50(L)*50(W)(mm)如无特别要求：主板的厚度符合 0.8mm10%及副板的厚度符合0.5mm10%印制板 PCBPCB的平整度的平整度PCBPCB翘曲程度翘曲程度1.0mm0.5mm。定位孔定位孔定位孔尺寸整拼板定位孔直径 4mm0.1mm，如上图。定位孔布局定位孔布局1)定位孔周围1mm以内，不要放置元件，避免分板工装支撑顶针挤压 元件。

14、2）在整块拼板的四个对角设定四个定位孔。3）定位孔误差应在0.1mm以内，定位孔可以为整圆，或3/4圆。4）以上定位孔用于分板机割板过程的定位与固定。建议整拼板定位孔的相对位置、整拼板定位孔大小在DVT之后，不要变化，否则会影响分板工装的使用。SMTSMT印制板的布局设计印制板的布局设计元器件分布元器件分布1)PCB上元器件分布应尽可能地均匀；大质量器件再流焊时热容量较大，因此，布局上过于集中容易造成局部温度低而导致假焊；2)贵重/重要的元器件不要布放在PCB的角、边缘，或靠近接插件、安装孔、槽、拼板的切割（分板筋位置）、豁口和拐角等处，以上这些位置是印制板的高应力区，容易造成焊点和元器件的开

15、裂或失效。贴装元件方向贴装元件方向类型相似的元件应尽可能以相同的方向排列在板上，使得元件的贴装、检查和焊接更容易。连接器连接器ConnectorConnector布局要求布局要求需装配的连接器周围插入FPC板的位置禁止布放高于元件Body的元件，以免装配困难。拼板设计拼板设计本司常采用的拼板方式为双数拼板、正反面各半，两面图形按相同的排列方式。（又称阴阳板或AB板）。拼板要求：拼板要求：1)如采用阴阳板，正反面的位置坐标基于PCB整板的左下角必须严格一致。2)PCB左右两侧的工艺边距内板外边沿的距离必须等宽。3)不规则的PCB必须增加工艺边。拼板作用拼板作用1)对元件少的板，可以通过延长贴片时

16、间来提高贴片机的使用效率。2)对太小的基板提高其可处理性。3)改变异形板或外形不佳的板子外形，增加效益和可处理性。4)对双面回流技术的板，可以通过正反拼来提高整体生产的效率。拼板的尺寸拼板的尺寸制造、装配和测试过程中便于加工，满足设备和工艺的要求，不产生较大变形为宜，同时符合本文PCB外形尺寸的要求。常用的常用的PCBPCB连接方法连接方法1）邮票孔2）双面对刻型槽3）铣刀分板：铣刀直径1.6mm，铣槽的宽度推荐2.4mm打叉板打叉板打叉板会降低生产效率，四拼板中有一块打叉板一般降低生产效率30%，打叉板需在正反两面做标识，标识需清晰醒目，标识印迹耐酒精多次清洗不褪变。连接筋连接筋1)拼板的连

17、接筋应远离结构部分，以免因分板精度影响装配；2)连接筋周围应避免走线或设置器件，因此处为分板高应力区域,避免在自动分板时损坏器件，连接筋距其最近的元件距离（如边键），应1.5个铣刀位，即2.4mm；3)连接筋与基板相连部分推荐设置铣刀落点位置，利于铣出平滑基板；4)连接筋设计应能保证基板在生产与回流过程中整板平整无变形。PCBPCB设计定位基准符号和尺寸设计定位基准符号和尺寸基准标志（Fiducial Marks）和局部基准标志是贴片设备用来进行光学定位的特殊PAD。基准应用基准应用基准符号的应用有三种情况，1)用于 PCB 的整板定位；2)用于拼版的 PCB 子板的定位。3)用于细间距器件的

18、定位，对于这种情况原则上间距小于 05mm 的 QFP 建议在其对角位置设置定位基准符号；基准点的类型（基准点的类型（MarkMark点）点）我司选用圆形 Mark 点。基准点的数量基准点的数量1）两个全局基准点标记，位于 PCB 对角线的相对位置，并尽可能地远离;2）每块拼板上的单板至少两个基准点标记，位于 PCB 对角线位置，且尽量远离。拼板的基准点设计拼板的基准点设计每块单板上设计至少一对基准；整拼板上设计至少一对基准，（可利用单板上的基准，而不另外设计）；无论整板的基准点还是单板的基准点，板的正反两面，相对于 PCB 拼板左下角的对应基准的坐标必须严格一致。否则会引起贴片错误！如图下示

19、。基准的外形及尺寸基准的外形及尺寸 最佳的基准点标记是实心圆，尺寸及偏差：A=1.0 A=1.0 55 在各个识别标记的周围，必须留有 一个没 有导体、焊接电路、焊阻膜等其它标记 的空区域，此空区域的尺寸比识别标记的 外形尺寸大 0.5mm0.5mm 以上。平整度(flatness)：基准点标记的表面平 整度应在 1515 微米0.0006之内。基准的位置基准的位置为了达到最准确，基准点的位置最好是在基板的对角上。并且距离越远越好。单板上的基准点要距离印制板边缘至少 7.5mm，并满足最小的基准点空旷度要求。基准符号成对使用。布置于定位要素的对角处。基准的空旷度基准的空旷度(clearance

20、)(clearance)在基准点标记周围，应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷面积。空旷区的尺寸要等于标记的半径。整板基准点必须符合空旷度要求，单独基板推荐满足基准点的空旷度的要求。基准的材料基准的材料镀金、裸铜、镀镍或镀锡、或焊锡涂层（热风均匀的）。在基准点标记周围，应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷区（Clearance）。当基准点标记与印制板的基质材料之间出现高对比度时可达到最佳的性能。local local FiducialFiducial在贴装的器件引脚数多，引脚间距0.5mm 时，建议设计用于单个器件光学定位的一组图形，即局部基准标志，推荐使用。SMTSMT印制板过孔与焊盘的设计印制板过孔与焊盘的设计焊盘过孔焊盘过孔1)焊盘原则上应尽量避免设计过孔，2)如在焊盘上使用过孔，过孔直径越小越好，同时将过孔完全充填。过孔布局过孔布局没有做防焊处理的过孔与焊盘的间距0.3mm，如果过孔已经做防焊处理，则对过孔与焊盘的间距无要求。说明：过孔由于毛细管作用可能把熔化的焊锡从元器件上吸走，造成焊点不饱满或虚焊。未做填充的过孔会导致焊膏涂敷及焊接不良。Q&AY-3363To be continued Thanks!希姆通希姆通 研发质量管理部研发质量管理部 林易林易 3252 3363