电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件

欢迎参加

电子产品可制造性设计DFM培训

-DesignForManufacturing彭有鹏欢迎参加

电子产品可制造性设计DFM培训

-DesignF1一.目的：

1.推行DFM

降低制造成本

缩短开发周期

2.愿景目标：

DFM问题造成版本更改小于?%

DFM设计一次通过率大于?%

单板试制综合直通率大于?%

注：为了占领市场，公司一般会推行N年质保。故在设计之初就要考虑到N年后，产品大量失效的风险。而DFM可以从源头上降低这一风险。一.目的：

1.推行DFM

降低制造成本

缩23.回报

任何工作启动阶段总是低回报

DFM工作也不例外二.基础：

电子产品的可制造性，特指PCB的设计、制作和制造。曲棍球效应

设计

制作

制造3.回报

任何工作启动阶段总是低回报

DFM工作也不例外二32.DFM的基础：设计规范ERFs：EngineeringtechnologyRuleFiles，工程技术规则文件，即DFM规则。2.DFM的基础：设计规范ERFs：Engineering4目录：

目录：

5第一章电子产品工艺设计概述

1.可制造性设计概念

生产线的规划设备满足公司产品、工艺和品质要求。

生产线的应用产品、工艺和品质要求配合生产线。设计是整个产品的第一站——设计缺陷流到后工序，其解决费用会成百倍的增加——再好的设备也弥补不了设计缺陷

可制造性设计第一章电子产品工艺设计概述

1.可制造性设计概念

生产线63.品质来自设计

优良的品质：

优良的现场工艺管制(6σ)---重复性、稳定性

良好的设计(DFSS)---与工艺能力良好配合DFSS=DesignForSixSigma，6σ设计DFMDFADFRDFTDFSDFV……DFx功能：越来越多元件尺寸越来越小价格：越来越低组装密度越来越高外形：越来越小制造对设计的依赖越来越强环保：推行无铅逐步由有铅过渡到无铅工艺消费类电子因销量大、用户多，是电子行业发展的风向标，引领着微电子、网络、通信等产品向前发展。3.品质来自设计

优良的品质：

优良的现场工艺管制(6σ75.客户的需求

品质——功能、性能、可靠性、外观等等

价格——价值，良好的性价比

快而及时的交货——体现为生产周期

一个设计人员能影响以上各项!!!6.技术整合的必要性

从一个电容立碑开始分析：

焊盘设计：不对称;太长reflow时张力大;太宽易漂移…

可焊性：焊盘或PIN污染、氧化，锡膏不润湿

散热面积：没加花焊盘；走线不对称。如图

锡膏：滚动性不好；搅拌不均匀；放置时间太久

回流焊的温度：升温速率太快；预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔5.客户的需求

品质——功能、性能、可靠性、外观等等

价格—87.各设计阶段考虑因素

设计步骤和内容

注意点

电路DFV,DFM,DFT,DFR

PCBDFA,DFM,DFT,DFR,DFS

热设计DFR

EMC,EMI,ESDDFT,DFR

机械设计DFV,DFA,DFM,DFT,DFR,DFS

软件DFT,DFS

材料选择DFA,DFM,DFT,DFR,DFS

封装及包装DFA,DFR

设计者应明白在设计中考虑何种内容，不同的产品有不同的考虑重点。

DFV——价格设计DesignforValue(performance/priceratio)

DFR——可靠性设计(DesignforReliability)

DFM——可制造性设计(DesignforManufacturability)

DFA——可装配性设计(DesignforAssembly)

DFT——可测试设计(DesignforTestability)

DFS——可维护性设计(DesignforServicability)7.各设计阶段考虑因素

设计步骤和内容98.制造工艺的坚固性（健壮性）

指在某一生产环境下，其特性不会随外界因素的变化而产生大的改变。能保证产品的重复性、稳定性。

尽量使用成熟的工艺，做精密的产品。

eg：选用pitch≥0.8mm的BGA；pitch≥0.5mm的QFN/QFP；使用≥10mil的过孔；全贴片的设计；有铅工艺……

9.优良制造性的标准

产品的可制造性：高生产效率

高稳定性

可接受的缺陷率，零缺陷会使投入与产出不成比例

产品的高可靠性：适应不同环境的变化

产品维持一定的使用周期8.制造工艺的坚固性（健壮性）

指在某一生产环境下，其特性不10第二章SMT制造过程

1.THT与SMT工艺

THT→SMT是发展趋势THT：通孔插入安装技术，ThroughHoleTechnology的简写。

SMT：表面贴装技术，SurfaceMountedTechnology的简写。第二章SMT制造过程

1.THT与SMT工艺

THT11THT工艺

优点：缺点：

焊点变化不大不利于产品的微型化

焊接时元件温度较低自动化程度不高

容易目检生产总成本较高

元件功率大

焊点的机械强度大

主要应用在对可靠性要求非常高的航空、航天等产品上。SMT工艺优点：缺点：适于微型化技术、工艺和检测较复杂电气性能好（引脚短,寄生参数小）设备投资大生产成本低焊接强度小对员工素质要求提高主要应用在高密度、高效率、大批量的消费和工业级产品上。THT工艺

优点：122.SMT是一门依赖技术整合的科技

在电路设计前，就要考虑到工艺、基板和元件选型相关的内容。2.SMT是一门依赖技术整合的科技

在电路设计前，就要考虑到133.工艺线路设计

常用的组装方式1

a.单面THT

自动插件→手动插件→波峰焊接

b.单面SMT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接

这两种组装方式不能适应高密度产品的发展，已较少采用

常用的组装方式2

a.双面SMT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接→翻板→印刷锡膏→元件贴装→回流焊接

优点：组装密度很高

缺点：对元件选择和PCB设计有一定要求

推荐选用。3.工艺线路设计

常用的组装方式1

a.单面THT

自动插件14板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL尽量使用成熟的工艺，做精密的产品。4）应具备温度曲线测试功能，否则应外购温度曲线采集器当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。产品对信号传输质量的要求越来越高板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔CSP/BGA过炉后，用x射线照射发现，靠边缘的一个锡珠总是莫名其妙的消失了。概念阶段的DFM

1.当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。FR-4基板性能

主要成分为环氧玻璃布

常用半固化片型号1080、2116、7628

——厚度分别为0.是衡量产品耐热性能的指标。如何提高电子产品工艺质量?如何提高电子产品工艺质量?能承受多次焊接（返修）高温

５.基板选取的三准则----成本、性能和质量脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成eg：大尺寸的芯片（30x30mm的cpu）与小尺寸的chip器件（0201、ERFs：EngineeringtechnologyRuleFiles，工程技术规则文件，即DFM规则。建立工艺和设备能力规范----内容.常用的组装方式3

a.双面SMT+THT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接→翻板→点胶→元件贴装→胶固化→翻板→手插件→波峰焊

特点：工艺较为灵活、当前主流组装方式为加强理解，附上波峰焊工艺简要流程板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL常用15派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补焊

——正面THT+反面SMT等

新型组装方式

——Flip-Chip

——COB(chiponboard)

——MCM(multichipmodule)等工艺线路设计：1.公司内部规定x种工艺线路。2.参考基板、元件的相关内容，选择一种合适的工艺路线。3.按照该工艺路线，合理布局、合理设计电路和封装。eg：双面SMT工艺时，BGA、大的/重的元件摆在同一面，非BGA、小的/轻的元件摆另一面；如果同一元件需要过波峰焊和回流焊两种工艺，则在设计时要选择对应的封装，因为两种工艺对应的元件封装完全不同；chip元件过波峰焊时，要设置点胶孤立焊盘……派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补164.SMT典型工序一：锡膏涂布

方法有三：点锡、印刷和喷印

印刷方法是主流，点锡不适合批量生产，喷印太贵。

点锡点锡的应用4.SMT典型工序一：锡膏涂布

方法有三：点锡、印刷和喷印

17印刷

a.丝网印刷不适合于细间距，很少使用。

b.模板印刷精度高、平整度好，适于细间距，目前普通采用。

锡膏印刷方法印刷

a.丝网印刷不适合于细间距，很少使用。

b.模板印18锡膏印刷步骤1）刮刀与PCB之间要有一定距离。因为：a.放置锡膏b.锡膏是滚动前进的，给滚动留有助跑空间，这样有向下的力，填锡才能好。2）大的热焊盘要采用井字状开孔，以免锡膏塌陷。控制上述四个步骤，需要好的基板平整度、焊盘设计和加工质量、钢网加工质量。锡膏印刷步骤1）刮刀与PCB之间要有一定距离。因为：a.放置19预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔——用于ICT等自动设备

——用于载板安装、裁板和压接等

注意：PCB进板时，要靠机器挡块挡住PCB来定位，相应PCB位置不能有凹口。玻璃脆性态转化为粘流态或高弹态时的温基板设计从设备对基板的处理开始考虑eg：选用pitch≥0.3：焊盘本身的尺寸（考虑器件的三维尺寸和焊端形状）如何提高电子产品工艺质量?派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补焊

——正面THT+反面SMT等

新型组装方式

——Flip-Chip

——COB(chiponboard)

——MCM(multichipmodule)等要想做好产品开发还需要什么?

新问题→案例库→提炼规范→加入形成动态规范库

规范永远不做，永远是空白。01005的阻容）就不搭配；能保证产品的重复性、稳定性。对员工素质要求提高1：SMD元件占地范围3）孔径＞120mil(3mm)，走线距孔边缘＞12milFOV=FieldOfView，视场

VisionFOV即机器视觉范围要优于w1=12mil，w2=8mil的设计，因为后者短路eg：双面SMT工艺时，BGA、大的/重的元件摆在同一面，非BGA、小的/轻的元件摆另一面；有铅工艺……

9.第六章电子工艺技术平台的建立当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。焊盘设计案例——器件焊端形状对焊盘设计的影响锡膏印刷对基板的要求：

尺寸准确、稳定绿油不高于SMT焊盘

焊盘加工为正公差绿油/丝印不上焊盘

板面清洁焊盘表面平整锡膏喷印不需要钢网每分钟可喷印3万点换线快锡膏涂敷效果好无脱模难问题，保证细间距印刷全编程控制，锡厚可控锡膏颗粒小，价格昂贵MY5000MYDATA公司，上海有售，焊盘加工为正公差,特别注意CSP、BGA等IC的焊盘size和pitch预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：205.SMT典型工序二：贴片贴片的工序流程图5.SMT典型工序二：贴片贴片的工序流程图21贴片机的基本结构：

基板处理系统

——传送基板、基板对位/定位

贴片头

——内装吸嘴，用于真空拾/放元件

供料系统

——即feeder，有机械式和电子式

元件对中系统

——利用影像识别系统，制作零件资料和零件吸取后的识别

比较好的贴片设备有松下、西门子，可以识别出器件引脚的变形和污染。贴片机的基本结构：

基板处理系统

——传送基板、基板对位/22贴片精度

影响贴片的主要因素有下面4个：贴片精度

影响贴片的主要因素有下面4个：236.SMT典型工序三：回流焊

回流焊技术要点：

找出最佳的温度曲线

温度曲线处理良好的受控状态

回流焊原理：6.SMT典型工序三：回流焊

回流焊技术要点：

找出最佳的温24回流焊技术分类

加热区域可分为两大类：

1）对PCB局部加热。

分为激光回流焊、聚焦红外回流焊、光束回流焊、热气流回流焊。

2）对PCB整体加热。

分为热板回流焊、红外回流焊、热风回流焊、热风加红外回流焊、气相回流焊。回流焊技术分类

加热区域可分为两大类：

1）对PCB局部加25可分为三大类：

传导——热板、热丝回流焊、气相回流焊

对流——热风、热气流回流焊

辐射——激光、红外、光束回流焊

1）传导：它具有依靠物体内部的温度差或两个不同物体直接接触，在不产生相对运动，仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量。

2）对流：流体中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程。

3）辐射：物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射，由于热的原因，物体的内能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程。比如冬天烤火。

对流和传导最大的区别是对流是流体中的热传递过程，比如液体和气体。而传导是固体和固体或者固体和流体之间的，比如水中的菜被加热。可分为三大类：

传导——热板、热丝回流焊、气相回流焊

对流—26热风回流炉基本结构回流炉子按PCBA温度变化可分为4个区

预热区:使元器件/基板快速获得热量。

恒温区:使基板各处元器件焊接前一瞬间尽量彼此温差最小。

回流区:焊膏熔化，形成良好焊点。

冷却区:使基板/元器件温度降低到室温。热风回流炉基本结构回流炉子按PCBA温度变化可分为4个区

预277.工艺窗口

各个器件的温度曲线不同，增加了焊接的难度。曲线2的器件形成良好焊接时,曲线1的器件过热,曲线3的器件则焊接不充分。板上只有一种器件时,不管数量有多少,焊接都很简单因为温度曲线只有一种。7.工艺窗口

各个器件的温度曲线不同，增加了焊接的难度。28b.实际的温度特性曲线

——热风回流焊不能控制局部的温度

——不耐高温器件不能加工

——各器件的热容量尽量相近，热容量大的器件可能虚焊单板上的温度特性一般都是一个宽带，选型时我们尽量使器件温度的带宽最窄，以获得好的焊接效果。即选择温度曲线/热容量相近的器件。eg：大尺寸的芯片（30x30mm的cpu）与小尺寸的chip器件（0201、01005的阻容）就不搭配；ublox模块（低温曲线）与marvell的CPU（高温曲线）也不搭配。b.实际的温度特性曲线

——热风回流焊不能控制局部的温度

29要优于w1=12mil，w2=8mil的设计，因为后者短路树脂成份越多、εr值越小——FR-4纯树脂εr2）80mil(2mm)＜孔径＜120mil(3mm)，走线距孔边缘＞10mil；18mm

——型号越大、纤维越多、树脂越少

层间最小厚度3.元件方向

——PCB上应力与元件方向的关系

焊接PCB板时产生的曲翘，对不同布局方向的元件会产生不同的应力

分板时也是一样。元件重量与焊盘面积之比是用来衡量是否能进行这种成功焊接一个标准。概念阶段的DFM

1.脚指（TOE）作用：机械强度、目检、立碑及阴影效应而DFM可以从源头上降低这一风险。第二章SMT制造过程

1.如果同一元件需要过波峰焊和回流焊两种工艺，则在设计时要选择对应的封装，因为两种工艺对应的元件封装完全不同；影响焊盘尺寸的因素众多，必须全面的配合才能做好。足够的机械强度

２.热点，一般在炉膛中间,无元件或元件稀少及小元件处；3）孔径＞120mil(3mm)，走线距孔边缘＞12mil②基准点的数量最少两点回流炉子按PCBA温度变化可分为4个区

预热区:使元器件/基板快速获得热量。建立基板的规范

５.DFM的基础：设计规范元件方向

——PCB上应力与元件方向的关系

焊接PCB板时产生的曲翘，对不同布局方向的元件会产生不同的应力

分板时也是一样。1）传输带横向温度均匀，无铅焊接要求＜±2℃2）加热区长度越长、加热区数量越多，越容易调整和控制温度曲线，无铅焊接应选择7温区以上3）要求传送带运行平稳，震动会造成移位、吊桥、冷焊等缺陷4）应具备温度曲线测试功能，否则应外购温度曲线采集器热电偶测温仪①准备一块焊接好的实际的PCB产品

②测试点数3-9。分别为高(热点)、中、低(冷点)有代表性的温度测试点。热点，一般在炉膛中间,无元件或元件稀少及小元件处；冷点，一般在大型元器件(如PLCC、BGA)、大面积铺铜、传输导轨或炉膛的边缘、热风对流吹不到的位置。要优于w1=12mil，w2=8mil的设计，因为后者短路130d.双面回流焊介绍

存在的问题：底部的大元件可能会在第二次回流焊过程中掉落；底部焊点经过第二次回流焊后部分熔融而造成焊点的可靠性问题。

方法1：用胶粘住第一面元件（炉温、锡膏不变）

特点：元件不会掉落。很常用，但工艺复杂、同时需额外的设备和操作步骤，增加了成本。方法2：应用不同熔点的焊锡合金（锡膏改变，炉温不变）第一面采用较高熔点合金，第二面采用较低熔点合金。特点：高熔点合金的锡膏势必要提高回流焊的温度，那就可能会对元件与PCB本身造成损伤。低熔点合金的锡膏可能受到最终产品的工作温度的限制，也会影响产品可靠性。d.双面回流焊介绍

存在的问题：底部的大元件可能会在第二次回31方法3：第二次回流焊时将炉子底部温度调低，并吹冷风。

（锡膏不变，炉温改变）

特点：这种方法在第二次回流焊时，可以使PCB底部焊点温度低于熔点。但是由于上、下面温差产生内应力，也会影响可靠性。

实际上很难将PCB上、下拉开30℃以上的距离，可能会引起二次熔融不充分，造成焊点质量变差。方法4：双面采用相同温度曲线（锡膏不变，炉温不变）对于大多数小元件，由于熔融的焊点的表面张力足够抓住底部元件，二次熔融后完全可以形成可靠的焊点。元件重量与焊盘面积之比是用来衡量是否能进行这种成功焊接一个标准。元件重量（Dg）与焊盘面积（P）之比＜30g/in2工艺控制：①PCB设计应将大元件布放在主（A）面，小元在辅（B）面。设计时遵循原则：

Dg/P＜30g/in2

②不符合以上原则的元件，设计时增加假焊盘，用胶粘住。③先焊B面，后焊A面。④双面贴装BGA时，大BGA在主面，小BGA在辅面。⑤双面都有大BGA时，尽量交叉排布。⑥双面都有大BGA时，应缓慢升温，尽量减小PCB表面的温差△T。方法3：第二次回流焊时将炉子底部温度调低，并吹冷风。

32e.回流焊的总结

1）PCB设计(焊盘、走线和布局）、元器件选型(可焊性、封装和尺寸）、焊膏质量、PCB制作质量是保证回流焊品质的基础，因为这些问题在生产工艺中是很难甚至是无法解决的。

2）与生产线设备、SMT每道工序的工艺参数和操作人员的操作也有密切的关系。

3）因此只要PCB设计正确，元器件、焊膏和PCB都是合格的，回流焊质量是可以通过印刷、贴装、回流焊每道工序的工艺来控制的。波峰焊的介绍暂略……e.回流焊的总结

1）PCB设计(焊盘、走线和布局）、元器33第三章.基板与元件的工艺设计和选择

主要内容

1.介绍基板和元件的基本知识

2.基板、元件的选用准则

3.基板、元件使用情况

4.组装（封装）的发展设计人员职责a.基板/元件影响品质（可靠性）、可制造性、价格和交货期。

b.合理选用基板/元件是设计人员的份内事。第三章.基板与元件的工艺设计和选择

主要内容

1.介绍基板341.基板的选择

产品对信号传输质量的要求越来越高必须合理选择基材1.基板的选择

产品对信号传输质量的要求越来越高35b.基材种类——硬质印刷电路板的常用基材①公司常用的基材为FR-4②温度高、需多次返工、多于20层时，宜用BT、PI、CE③BT、PI、CE成本高于FR-4④PI不具有阻燃性能⑤CE含氰，不利于环保介电常数（εr）越低，传输速率越快，特性阻抗越高.Tg：玻璃态转化温度。为非晶态聚合物从玻璃脆性态转化为粘流态或高弹态时的温度。是衡量产品耐热性能的指标。Tg值越高，越耐高温。b.基材种类——硬质印刷电路板的常用基材①公司常用的基材为F36c.FR-4基板性能

主要成分为环氧玻璃布

常用半固化片型号1080、2116、7628

——厚度分别为0.07mm、0.13mm、0.18mm

——型号越大、纤维越多、树脂越少

层间最小厚度3.5mil

常用外层导体初始厚度1oz

——完工厚度大于0.033mm

常用内层导体初始厚度1oz

εr值一般在1MHz下测量——测试频率越高，εr值越小树脂成份越多、εr值越小——FR-4纯树脂εr——树脂含量为55%时，εrc.FR-4基板性能

主要成分为环氧玻璃布

常用半固化片型37d.8层板层压结构

芯板由铜箔、介质层和铜箔组成

半固化片即介质层。介质层由树脂(肉)、补强材料(骨胳)及其它功能补强添加物(组织)组成。多层板的材料：铜箔有：18um、35um、70um、105um...芯板有:0.10mm、0.13mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.36mm、0.51mm、0.71mm、0.80mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、1.9mm、2.0mm、2.4mm.....板厚公差的控制:1.0mm以下的成品板厚,板厚公差按照+/-0.1mm控制;2.5mm以上的成品板厚，板厚公差按照+/-8%控制;其余板厚公差要求为+/-10%。为控制板厚有时要使用多个半固化片叠加。d.8层板层压结构

芯板由铜箔、介质层和铜箔组成

半固化片38e.SMT对基板的要求

１.足够的机械强度

２.能承受组装中的热冲击

３.有足够的平整度，适应细间距器件的需求

４.能承受多次焊接（返修）高温

５.具有良好的电气性能（介电常数等）f.基板选取的三准则----成本、性能和质量电气性能：信号速率、频率、阻抗物理性能：层数、厚度、布线密度、热膨胀系数、Tg值成本：低端产品（纸基、复合基板材）e.SMT对基板的要求

１.足够的机械强度

２.能承受395mm的QFN/QFP；PCB热膨胀时，其Z方向的膨胀量是X、Y方向的十几倍。（波峰焊比回流焊的焊盘尺寸大，且要加偷锡焊盘，要注意阴影效应）元件孔径及焊盘

大小的计算方法：

元件孔（drill）的孔径=元件引脚直径(对角线）+(10~20mil)

元件焊盘直径≥元件孔直径+18mil

过孔（via）焊盘直径≥过孔直径+12mil

板厚：厚径比≤12:1（保守设计是10：1）脚边（SIDE）及脚底（BOTTOM）作用：机械强度εr值一般在1MHz下测量——测试频率越高，εr值越小基准点特性要求：

①基准点的平整度

②绿油不可覆盖基准点

③基准点周边也应该有足够的空位

④良好的光学反差。制定厂内或对某一产品上的品质标准标记

①标记的作用

-----便于生产、检测、维护和可追溯性等

②标记的内容

-----产品型号

-----版本号

-----基板制造商标记和批号（周/年，以免PCB批量问题时可以召回。与元件封装、组装工艺相关的问题，不再只是工艺生产工程师的事，设计人员也应有所了解.量产阶段工艺重点

责任转移到现场工艺

直通率及质量指标

器件替代评估

PCB转换评估

EMS厂商能力评估积极配合的代工厂和供应商（索取工艺能力的数据、参数和公差等）制造另一可能原因：靠板边，炉温低。③(板)厚(孔)径比≤10常用的组装方式3

a.5mm以上的成品板厚，板厚公差按照+/-8%控制;熔融后完全可以形成可靠的焊点。如何提高电子产品工艺质量?5mm细间距QFP/QFN封装）

埋、盲孔技术已成熟，埋阻、埋电容技术国外已较成熟

更小的线宽、线间距

新材料和夹层技术，减小温度系数

辐射散热方式使基板有更好的热传导性

尺寸有更好的稳定性

基板特性阻抗可严格受控

表面处理的改进以适应FPT

加工方式会借用微电子工业的方法——如等离子刻蚀

虽然国内厂商的线宽/线间距可达3mil，但是不要挑战极限，尽量使用成熟工艺：①线宽/线间距≥4mil/4mil②孔径≥10mil③(板)厚(孔)径比≤10过孔镀铜后中间铜薄、两边铜厚。PCB热膨胀时，其Z方向的膨胀量是X、Y方向的十几倍。故会在过孔中间拉伸断裂；同时两边铜与介质接触，也会在两边的接触处拉伸断裂。5mm的QFN/QFP；

埋、盲孔技术已成熟，埋阻、埋电容技402.元件的选择----成本和微型化

2.元件的选择----成本和微型化

41b.分立元件选用准则

①、尽量选用片状SMD元件，提高制造效率

②、尽量选用标准件，做归一化处理，使种类尽可能少，提高制造效率

③、避免同时选用很大和很小的SMD器件（如6032与0402&0201）——降低制造缺陷

④、包装优选带式

⑤、线绕电感等SMD器件不能过波峰焊

⑥、过波峰的SMD器件，standoff较大时需作假焊盘

⑦、元件封装要能承受相应焊接工艺的高温

⑧、分立元件需大于0201c.IC选用准则①、插装IC已不能适应产品发展尽量避免选用②、小于0.4mm的SOP/QFP，工艺能力可能不足慎选③、SOJ/PLCC不便检测和返修慎选④、LCC等无引线IC尽量避免选用⑥、COB/FC无加工能力禁止选用优选封装：b.分立元件选用准则

①、尽量选用片状SMD元件，提高制造效42

与元件封装、组装工艺相关的问题，不再只是工艺生产工程师的事，设计人员也应有所了解.例1,设计人员需要了解元件封装在散热方面的差别，选择温度敏感或大功率器件时必须考虑封装形式。因为工艺、生产人员可能并不了解器件的功耗情况。例2，设计人员需要知道公司设备对元件的处理能力，否则选择的元件可能需要定制吸嘴，也可能拾放不稳造成抛料太多。

与元件封装、组装工艺相关的问题，不再只是工艺生产工程师的事43第四章.PCB布局、布线设计三要素：基准点、定位孔、标记。基板设计从设备对基板的处理开始考虑——自动传送带所需的留空宽度（＞5mm）——基板在设备中的定位方式——定位孔的位置、形状和尺寸第四章.PCB布局、布线设计441.基准点

基准点类型板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL1.基准点

基准点类型板面积不是太大，精度要求也不是太高时，45基准点特性要求：

①基准点的平整度

②绿油不可覆盖基准点

③基准点周边也应该有足够的空位

④良好的光学反差。方法见右图：基准点的位置和数量：①基准点的位置最好是在基板对角，且距离越远越好——覆盖整板，增加定位的精确度②基准点的数量最少两点——处理非线性的补偿则必须要有三点——可以采用第四点做为后备用途③基准点不能中心对称——错位时可自行分辨FOV=FieldOfView，视场

VisionFOV即机器视觉范围基准点特性要求：

①基准点的平整度

②绿油不可覆盖基准点

③462.定位孔

公司产品在对角线上要有两个孔径为125mil的圆形定位孔，适当时候要考虑使用椭圆孔（活动）+圆孔（定位）的方式。

——用于ICT等自动设备

——用于载板安装、裁板和压接等

注意：PCB进板时，要靠机器挡块挡住PCB来定位，相应PCB位置不能有凹口。2.定位孔

公司产品在对角线上要有两个孔径为125mil的473.标记

①标记的作用

-----便于生产、检测、维护和可追溯性等

②标记的内容

-----产品型号

-----版本号

-----基板制造商标记和批号（周/年，以免PCB批量问题时可以召回。)

-----线路标号（划分功能区域，方便生产测试）

-----如果有采用条码标记的，要专门做一个矩形白色丝印框

3.标记

①标记的作用

-----便于生产、检测、维护和可追484.2元件布局

元件的布局影响制造效率，如检验和返修，布局时考虑：

①尽量做到同类封装元件方位一样

②相同功能的线路集中在一起并印下方框。

③所有元件编号的丝印方向相同

4.2元件布局

元件的布局影响制造效率，如检验和返修，布局时49华为于2002年即与IBM合脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成窄，以获得好的焊接效果。3：焊盘本身的尺寸（考虑器件的三维尺寸和焊端形状）底部焊点经过第二次回流焊后部分熔融而造成焊点的可靠性问题。这方面的量化了解对焊盘的设计也有很重要的帮助当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。贴片精度

影响贴片的主要因素有下面4个：2）大的热焊盘要采用井字状开孔，以免锡膏塌陷。常用的组装方式3

a.1）孔径＜80mil(2mm)，走线距孔边缘＞8mil；chip元件过波峰焊时，要设置点胶孤立焊盘……介质层由树脂(肉)、补强材料(骨胳)及其它功能补强添加物(组织)组成。为加强理解，附上波峰焊工艺简要流程必须从现在开始积累以进步。如果同一元件需要过波峰焊和回流焊两种工艺，则在设计时要选择对应的封装，因为两种工艺对应的元件封装完全不同；售后阶段

工艺失效分析

1.PCB热膨胀时，其Z方向的膨胀量是X、Y方向的十几倍。单板上的温度特性一般都是一个宽带，选型时我们尽量使器件温度的带宽最无脱模难问题，保证细间距印刷布局案例

——SOP偷锡焊盘减少波峰焊的连锡

直接做成标准封装元件方向——与波峰焊时板传送方向的关系华为于2002年即与IBM合布局案例

——SOP偷锡焊盘减少50元件间距

与DFM的关系与可测试性的关系元件间距

与DFM的关系与可测试性的关系51与可维修性的关系与可维修性的关系52与检测的关系与检测的关系53元件方向

——PCB上应力与元件方向的关系

焊接PCB板时产生的曲翘，对不同布局方向的元件会产生不同的应力

分板时也是一样。元件方向

——PCB上应力与元件方向的关系

焊接PCB板时产54----与连接器的关系----与连接器的关系554.3PCB布线

1.钻孔

a、钻孔大小与焊盘的要求

多层板上的元器件钻孔大小与所选用的元器件引脚尺寸有关，钻孔过小，会

影响器件的装插及上锡，钻孔过大，焊接时焊点不够饱满。元件孔径及焊盘

大小的计算方法：

元件孔（drill）的孔径=元件引脚直径(对角线）+(10~20mil)

元件焊盘直径≥元件孔直径+18mil

过孔（via）焊盘直径≥过孔直径+12mil

板厚：厚径比≤12:1（保守设计是10：1）4.3PCB布线

1.钻孔

a、钻孔大小与焊盘的要求

多层56b.热焊盘（thermalpad）设计

钻孔与电源层、地层连接处，为增加其可靠性，减少焊接过程

中大面积金属吸热而产生虚焊，一般连接盘应设计成花孔形状

如下图所示：b.热焊盘（thermalpad）设计

钻孔与电源层、地层57c.隔离盘（isolation/antipad）设计

隔离盘设计成如下形状c.隔离盘（isolation/antipad）设计

58电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件59电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件602.安全间距设计要求

板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充；最小的网格线宽为6mil,间距为6mil。保持平衡，防止曲翘考虑到PCB加工时钻孔的误差，所有走线距非金属化孔都有最小距离要求。

1）孔径＜80mil(2mm)，走线距孔边缘＞8mil；

2）80mil(2mm)＜孔径＜120mil(3mm)，走线距孔边缘＞10mil；

3）孔径＞120mil(3mm)，走线距孔边缘＞12milWaffle：网格Clearance：间隙2.安全间距设计要求

板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应61若PCB设计时不在点胶位设置假焊盘或走线→对standoff较大的元件，可能造成掉件。测试→确保产品的合格性，但应用不会危及产品寿命——设计时需仔细考虑测试策略a.飞针式的测试，对产品的损伤危险性小于针床测试——针床式压力分布不均，有可能给测试中的产品造成内在的破坏b.针床测试，速度比飞针测试快。——压力分布均匀的技巧：采用虚设测试点，足够的支撑和下压柱等等电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件62测试点的设置

虚拟测试点的设置测试点的设置

虚拟测试点的设置63b.CSP/BGA过炉后，用x射线照射发现，靠边缘的一个锡珠总是莫名其妙的消失了。

原因：发现偷鍚珠的旁边总是有钽电容存在。推荐是因为钽电容容易吸潮，过炉后放气，使附近CSP的锡球消失。

由此定义了两条规范（公司规范库需要我们不断更新）：

一、细间距的QFP/QFN距板边>10-15mil

二、CSP/BGA旁边一定范围内禁止放钽电容，具体范围要实验。

影响PCB寿命（可靠性）的两个主要因素是：

一、焊点

二、过孔案例分析：a.统计发现，U3易短路、虚焊。（U1/U2/U3是同一款芯片，0.5mm细间距QFP/QFN封装）原因？锡膏印刷不良：板边鍚珠滚动不畅所致。把U3往板中间摆放。另一可能原因：靠板边，炉温低。b.CSP/BGA过炉后，用x射线照射发现，靠边缘的一个锡珠64第五章焊盘设计1.焊盘的尺寸对SMT产品的可制造性和寿命有着很大的影响，是SMT中必须得做好的工作。2.影响焊盘尺寸的因素众多，必须全面的配合才能做好。SMT用户应该开发适合自己的一套尺寸规范，而不能依赖IPC。工艺与设计

——常见制造问题与焊盘设计的关系第五章焊盘设计工艺与设计

——常见制造问题与焊盘设计的关系65电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件665.2品质标准焊点对品质的影响——焊点各部分的作用1.脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成2.脚指（TOE）作用：机械强度、目检、立碑及阴影效应3.脚边（SIDE）及脚底（BOTTOM）作用：机械强度5.2品质标准焊点对品质的影响——焊点各部分的作用167焊点对品质的影响——不同引脚对焊点关注的差异焊盘评判要素1、在工艺上容易组装2、组装后的焊点有很长的使用寿命——有可靠的焊点连接3、易于目检4、具备良好的可测试性焊点对品质的影响——不同引脚对焊点关注的差异焊盘评判要素68品质标准案例----翼形IC脚跟焊缝高度一般的做法是焊盘向内和向外各延伸20mil。品质标准案例----翼形IC脚跟焊缝高度一般的做法是焊盘向内69由此定义了两条规范（公司规范库需要我们不断更新）：

一、细间距的QFP/QFN距板边>10-15mil

二、CSP/BGA旁边一定范围内禁止放钽电容，具体范围要实验。度敏感或大功率器件时必须考虑封装形式。设计时遵循原则：Dg/P＜30g/in2②不符合以上原则的元件，设计时增加假实际上很难将PCB上、下拉开30℃以上的距离，可能会引起二次熔融不充分，造成焊点质量变差。常用的组装方式3

a.2元件布局

元件的布局影响制造效率，如检验和返修，布局时考虑：

①尽量做到同类封装元件方位一样

②相同功能的线路集中在一起并印下方框。5mm的QFN/QFP；033mm

常用内层导体初始厚度1oz过孔镀铜后中间铜薄、两边铜厚。焊盘设计案例——器件焊端形状对焊盘设计的影响故在设计之初就要考虑到N年后，产品大量失效的风险。恒温区:使基板各处元器件焊接前一瞬间尽量彼此温差最小。当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。18mm

——型号越大、纤维越多、树脂越少

层间最小厚度3.是衡量产品耐热性能的指标。外形：越来越小制造对设计的依赖越来越强4、具备良好的可测试性合理选用基板/元件是设计人员的份内事。可制造性设计概念

生产线的规划设备满足公司产品、工艺和品质要求。派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补焊

——正面THT+反面SMT等

新型组装方式

——Flip-Chip

——COB(chiponboard)

——MCM(multichipmodule)等品质标准案例——片状元件焊缝高度焊盘设计要素1：SMD元件占地范围2：阻焊窗的尺寸3：焊盘本身的尺寸（考虑器件的三维尺寸和焊端形状）4：粘胶用的假焊盘对于0.5mmpitch的QFP/QFN器件，w1=w2=10mil要优于w1=12mil，w2=8mil的设计，因为后者短路由此定义了两条规范（公司规范库需要我们不断更新）：

一、细间70焊盘设计的考虑顺序

1、保证良好的电气性能

2、可靠性（包括热稳定性）

3、可制造性

4、可维修性

某些手机PCB的焊盘设计，为保证良好的电气性能，牺牲了可维修性

——焊盘很小，焊盘不伸出器件的焊端（焊点已不满足IPC-A-610B）影响焊盘设计的因素（PBGA比CBGA的焊盘尺寸要小，因为后者锡球的耐温高，熔锡后锡球下陷的小，需要多上锡。故：如PBGA使用φ28mil的ball，则CBGA使用32mil的ball)（松下、富士的设备比索尼的设备有优势）（波峰焊比回流焊的焊盘尺寸大，且要加偷锡焊盘，要注意阴影效应）焊盘设计的考虑顺序

1、保证良好的电气性能

2、可靠性（包括71焊盘设计案例——器件的三维尺寸(长、宽和高）对焊盘设计的影响

同为0805封装的电阻和电容，因高度不同形成了不同的焊点。

焊盘设计若只考虑器件的封装二维尺寸（长和宽），此时的焊盘设计可能并非对所有器件类型都是最优的。焊盘设计案例——器件焊端形状对焊盘设计的影响Fillet：焊缝，图中圆框所示Tombstoning：立碑焊盘设计案例——器件的三维尺寸(长、宽和高）对焊盘设计的影响72良好焊盘设计的保证

１.建立元件封装资料档案

２.对每一个SMD建立器件的封装尺寸库

３.确定不同供应商的尺寸误差

４.建立基板的规范

５.制定工艺和设备能力规范

６.对各制造工艺的问题和知识有足够的了解

７.制定厂内或对某一产品上的品质标准常用的几个世界标准机构良好焊盘设计的保证

１.建立元件封装资料档案

２.对每一73国际标准与公司规范国际标准与公司规范74建立基板规范-----内容

1.基板的质量（如位置精确度、尺寸及温度稳定度）

2.基板材料类型

3.绿油印刷精度

4.丝印标注能力（丝印不上焊盘）

5.相对应的供应商

焊盘设计时应考虑厂家的加工能力和基材特性！！

相关的详细内容可参见《印制电路板检验规范》，可向pcb板厂索要。建立工艺和设备能力规范----内容.这方面的量化了解对焊盘的设计也有很重要的帮助建立基板规范-----内容

1.基板的质量（如位置精确度、尺75了解制造工艺知识

好的设计人员必须对制造问题和知识有足够的了解

例1焊盘间距的影响

若焊盘间距小，可能产生的制造缺陷：

1、波峰焊工艺，引起胶水上焊盘---无焊锡

2、回流焊工艺，易产生锡珠

例2焊盘长度的影响

为避免波峰焊阴影效应，要求焊盘足够长，以免形成死角。了解制造工艺知识——回流焊库的计算公式对于累计误差，取均方根，而不是全加的关系了解制造工艺知识

好的设计人员必须对制造问题和知识有足够的了76了解制造工艺知识——波峰焊库经验计算公式焊盘设计与制造过程密切相关，下列情况需对焊盘进行特殊处理了解制造工艺知识——波峰焊库经验计算公式77SOP偷锡焊盘——减少波峰焊的连锡SOP偷锡焊盘——减少波峰焊的连锡78QFP偷锡焊盘点胶用假焊盘QFP偷锡焊盘点胶用假焊盘793）要求传送带运行平稳，震动会造成移位、吊桥、冷焊等缺陷2）加热区长度越长、加热区数量越多，越容易调整和控制温度曲线，无铅为什么实施了IPD后感觉收获不大?仍然有很多问题无法解决?

2.焊盘设计案例——器件焊端形状对焊盘设计的影响4mm的SOP/QFP，工艺能力可能不足慎选产品对信号传输质量的要求越来越高相对应的供应商

焊盘设计时应考虑厂家的加工能力和基材特性！建立基板的规范

５.控制上述四个步骤，需要好的基板平整度、焊盘设计和加工质量、钢网加这方面的量化了解对焊盘的设计也有很重要的帮助③先焊B面，后焊A面。即选择温度曲线/热容量相近的器件。③、SOJ/PLCC不便检测和返修慎选回流炉子按PCBA温度变化可分为4个区

预热区:使元器件/基板快速获得热量。制定工艺和设备能力规范

６.基础：

电子产品的可制造性，特指PCB的设计、制作和制造。5mm的QFN/QFP；脚边（SIDE）及脚底（BOTTOM）作用：机械强度板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL实际上很难将PCB上、下拉开30℃以上的距离，可能会引起二次熔融不充分，造成焊点质量变差。自对准焊盘

在器件较轻、体积较小时，可利用四周的大焊盘进行中心校正。当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。特殊焊盘细间距IC可采用这种焊盘设计（钢网照常）——提高焊接质量——减少连锡的几率3）要求传送带运行平稳，震动会造成移位、吊桥、冷焊等缺陷自对80第六章电子工艺技术平台的建立工艺为什么重要？工艺是一个平台，所有产品都要在上面走，工艺出了问题，所有的产品都难逃脱！如何提高电子产品工艺质量?华为于2002年即与IBM合作，成功引进其IPD集成开发流程。国内有部分厂家引入，而未获成功。第六章电子工艺技术平台的建立工艺为什么重要？华为于200281如何系统提高电子产品工艺质量?如何才能保证工艺质量？4.工艺设计相关规范（提炼重点节点成checklist）6.积极配合的代工厂和供应商（索取工艺能力的数据、参数和公差等）DFx如何系统提高电子产品工艺质量?如何才能保证工艺质量？DFx82业界顶尖公司的DFX流程（CISCO）业界顶尖公司的DFX流程（CISCO）83集成产品开发IPD研发流程是否重要?

1.为什么实施了IPD后感觉收获不大?仍然有很多问题无法解决?

2.要想做好产品开发还需要什么?

新问题→案例库→提炼规范→加入形成动态规范库

规范永远不做，永远是空白。必须从现在开始积累以进步。集成产品开发IPD研发流程是否重要?

1.为什么实施了IPD84DFM设计流程DFM设计流程85概念阶段的DFM

1.可制造性（DFM）需求指南

现行设计能否保证以经济的成本进行生产？

采用已有的流程进行组合，选用标准的结构平台、模块化设计。良好的可生产性是以经济的成本生产。成本控制的有效性80%发生在设计阶段。

制造技术能否简化？

元器件xx满足设计规范要求，使制造过程容易实现、制造缺陷低。

选择的器件种类尽量少，尽量选用贴片元件，尽量减少加工工序。

组装技术能否简化？

Xx结构平台的采用，意味着标准化、系列化零件占较大比例。大大减少零件种类，组装技术得到简化（组装工艺具有适用性，组装过程简练，培训成本降低。）概念阶段的DFM

1.可制造性（DFM）需求指南

现行设862.可制造性（DFM）需求主要内容

可生产性

PCB尺寸和重量需求

单板生产整线对元器件的处理能力，包括元件重量，器件尺寸，器件高度，器件封装，贴片器件的种类等

检测设备的要求（AXI、AOI检查设备对PCB尺寸大小、工艺的要求）

加工效率

选择高效率和主流的工艺路线

可维修性和可接受的缺陷率

对器件封装和PCB厚径比等提出具体需求

输出：可制造性要求2.可制造性（DFM）需求主要内容

可生产性

PCB尺寸和87计划阶段的DFM

单板：

生产方式的确定和工序（PCBA工艺路线确认）

工艺能力分析及关键工序及其质量控制方案（尽量使用SMT）

制造瓶颈分析（AXI、AOI）

工装夹具/平台工具（统一尺寸：波峰焊夹具、周转）

输出：工艺总体方案开发阶段的DFM-PCBA

PCB工艺设计：

PCB基材

最佳表面镀层

长宽尺寸及特殊尺寸公差

层间结构对称性设计方案

拼板设计方案

PCB最小线宽、线间距、过孔最小孔径等要求计划阶段的DFM

单板：

生产方式的确定和工序（PCBA工88工艺路线设计

根据器件密度、PCB尺寸、相关设备产能、加工效率确定单板加工路线

元器件工艺解决方案

特殊静电敏感器件的加工可靠性分析

新器件封装确认及焊盘设计

器件种类是否超过生产线上线

器件尺寸是否超过结构设计要求

器件加工有无特殊辅料要求

单板工艺结构设计

单板的安装及紧固方式

单板上紧固件的种类及可装配性、可操作性禁布区（不仅要考虑到装配的可操作性，拆卸的可操作性也要考虑到）

导向、防误插设计

参与单板详细设计方案、布局、布线、投板等一系列评审活动，确保DFM设计要求得到落实。工艺路线设计

根据器件密度、PCB尺寸、相关设备产能、加工效89验证阶段的DFM

试制跟踪

制作钢网、审核加工清单（BOM)、审批加工流程、制作工艺文件

参加首次试制跟踪，发现生产中的DFM问题并给出解决措施

总结试制报告，给出攺版优化意见，在单板升级时负责实施

首次试装

组织、参与首次整机试装，发现试装中的问题并给出解决措施

总结试装报告，给出优化意见，并组织实施

参与产品试制、试装等一系列评审活动，确保DFM问题及时发现，并得到优化。验证阶段的DFM

试制跟踪

制作钢网、审核加工清单（BOM90量产阶段工艺重点

责任转移到现场工艺

直通率及质量指标

器件替代评估

PCB转换评估

EMS厂商能力评估售后阶段

工艺失效分析

1.失效分析FA是确定故障原因、搜集和分析数据以及

总结出消除引起特定器件或系统失效的机理的过程

2.故障可能在整个产品生命周期内出现

3.故障来源可能源于设计、工艺、元件、制造过程、

超符合使用以及日常维护

FA是工艺可靠性的重要组成部分量产阶段工艺重点

责任转移到现场工艺

直通率及质量指标

器91电子产品可制造性设计DFM培训讲座公开课课件92欢迎参加

电子产品可制造性设计DFM培训

-DesignForManufacturing彭有鹏欢迎参加

电子产品可制造性设计DFM培训

-DesignF93一.目的：

1.推行DFM

降低制造成本

缩短开发周期

2.愿景目标：

DFM问题造成版本更改小于?%

DFM设计一次通过率大于?%

单板试制综合直通率大于?%

注：为了占领市场，公司一般会推行N年质保。故在设计之初就要考虑到N年后，产品大量失效的风险。而DFM可以从源头上降低这一风险。一.目的：

1.推行DFM

降低制造成本

缩943.回报

任何工作启动阶段总是低回报

DFM工作也不例外二.基础：

电子产品的可制造性，特指PCB的设计、制作和制造。曲棍球效应

设计

制作

制造3.回报

任何工作启动阶段总是低回报

DFM工作也不例外二952.DFM的基础：设计规范ERFs：EngineeringtechnologyRuleFiles，工程技术规则文件，即DFM规则。2.DFM的基础：设计规范ERFs：Engineering96目录：

目录：

97第一章电子产品工艺设计概述

1.可制造性设计概念

生产线的规划设备满足公司产品、工艺和品质要求。

生产线的应用产品、工艺和品质要求配合生产线。设计是整个产品的第一站——设计缺陷流到后工序，其解决费用会成百倍的增加——再好的设备也弥补不了设计缺陷

可制造性设计第一章电子产品工艺设计概述

1.可制造性设计概念

生产线983.品质来自设计

优良的品质：

优良的现场工艺管制(6σ)---重复性、稳定性

良好的设计(DFSS)---与工艺能力良好配合DFSS=DesignForSixSigma，6σ设计DFMDFADFRDFTDFSDFV……DFx功能：越来越多元件尺寸越来越小价格：越来越低组装密度越来越高外形：越来越小制造对设计的依赖越来越强环保：推行无铅逐步由有铅过渡到无铅工艺消费类电子因销量大、用户多，是电子行业发展的风向标，引领着微电子、网络、通信等产品向前发展。3.品质来自设计

优良的品质：

优良的现场工艺管制(6σ995.客户的需求

品质——功能、性能、可靠性、外观等等

价格——价值，良好的性价比

快而及时的交货——体现为生产周期

一个设计人员能影响以上各项!!!6.技术整合的必要性

从一个电容立碑开始分析：

焊盘设计：不对称;太长reflow时张力大;太宽易漂移…

可焊性：焊盘或PIN污染、氧化，锡膏不润湿

散热面积：没加花焊盘；走线不对称。如图

锡膏：滚动性不好；搅拌不均匀；放置时间太久

回流焊的温度：升温速率太快；预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔5.客户的需求

品质——功能、性能、可靠性、外观等等

价格—1007.各设计阶段考虑因素

设计步骤和内容

注意点

电路DFV,DFM,DFT,DFR

PCBDFA,DFM,DFT,DFR,DFS

热设计DFR

EMC,EMI,ESDDFT,DFR

机械设计DFV,DFA,DFM,DFT,DFR,DFS

软件DFT,DFS

材料选择DFA,DFM,DFT,DFR,DFS

封装及包装DFA,DFR

设计者应明白在设计中考虑何种内容，不同的产品有不同的考虑重点。

DFV——价格设计DesignforValue(performance/priceratio)

DFR——可靠性设计(DesignforReliability)

DFM——可制造性设计(DesignforManufacturability)

DFA——可装配性设计(DesignforAssembly)

DFT——可测试设计(DesignforTestability)

DFS——可维护性设计(DesignforServicability)7.各设计阶段考虑因素

设计步骤和内容1018.制造工艺的坚固性（健壮性）

指在某一生产环境下，其特性不会随外界因素的变化而产生大的改变。能保证产品的重复性、稳定性。

尽量使用成熟的工艺，做精密的产品。

eg：选用pitch≥0.8mm的BGA；pitch≥0.5mm的QFN/QFP；使用≥10mil的过孔；全贴片的设计；有铅工艺……

9.优良制造性的标准

产品的可制造性：高生产效率

高稳定性

可接受的缺陷率，零缺陷会使投入与产出不成比例

产品的高可靠性：适应不同环境的变化

产品维持一定的使用周期8.制造工艺的坚固性（健壮性）

指在某一生产环境下，其特性不102第二章SMT制造过程

1.THT与SMT工艺

THT→SMT是发展趋势THT：通孔插入安装技术，ThroughHoleTechnology的简写。

SMT：表面贴装技术，SurfaceMountedTechnology的简写。第二章SMT制造过程

1.THT与SMT工艺

THT103THT工艺

优点：缺点：

焊点变化不大不利于产品的微型化

焊接时元件温度较低自动化程度不高

容易目检生产总成本较高

元件功率大

焊点的机械强度大

主要应用在对可靠性要求非常高的航空、航天等产品上。SMT工艺优点：缺点：适于微型化技术、工艺和检测较复杂电气性能好（引脚短,寄生参数小）设备投资大生产成本低焊接强度小对员工素质要求提高主要应用在高密度、高效率、大批量的消费和工业级产品上。THT工艺

优点：1042.SMT是一门依赖技术整合的科技

在电路设计前，就要考虑到工艺、基板和元件选型相关的内容。2.SMT是一门依赖技术整合的科技

在电路设计前，就要考虑到1053.工艺线路设计

常用的组装方式1

a.单面THT

自动插件→手动插件→波峰焊接

b.单面SMT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接

这两种组装方式不能适应高密度产品的发展，已较少采用

常用的组装方式2

a.双面SMT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接→翻板→印刷锡膏→元件贴装→回流焊接

优点：组装密度很高

缺点：对元件选择和PCB设计有一定要求

推荐选用。3.工艺线路设计

常用的组装方式1

a.单面THT

自动插件106板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL尽量使用成熟的工艺，做精密的产品。4）应具备温度曲线测试功能，否则应外购温度曲线采集器当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。产品对信号传输质量的要求越来越高板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔CSP/BGA过炉后，用x射线照射发现，靠边缘的一个锡珠总是莫名其妙的消失了。概念阶段的DFM

1.当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。FR-4基板性能

主要成分为环氧玻璃布

常用半固化片型号1080、2116、7628

——厚度分别为0.是衡量产品耐热性能的指标。如何提高电子产品工艺质量?如何提高电子产品工艺质量?能承受多次焊接（返修）高温

５.基板选取的三准则----成本、性能和质量脚跟（HEEL）作用：机械强度、锡球的形成eg：大尺寸的芯片（30x30mm的cpu）与小尺寸的chip器件（0201、ERFs：EngineeringtechnologyRuleFiles，工程技术规则文件，即DFM规则。建立工艺和设备能力规范----内容.常用的组装方式3

a.双面SMT+THT

印刷锡膏→元件贴装→回流焊接→翻板→点胶→元件贴装→胶固化→翻板→手插件→波峰焊

特点：工艺较为灵活、当前主流组装方式为加强理解，附上波峰焊工艺简要流程板面积不是太大，精度要求也不是太高时，可以不用LOCAL常用107派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补焊

——正面THT+反面SMT等

新型组装方式

——Flip-Chip

——COB(chiponboard)

——MCM(multichipmodule)等工艺线路设计：1.公司内部规定x种工艺线路。2.参考基板、元件的相关内容，选择一种合适的工艺路线。3.按照该工艺路线，合理布局、合理设计电路和封装。eg：双面SMT工艺时，BGA、大的/重的元件摆在同一面，非BGA、小的/轻的元件摆另一面；如果同一元件需要过波峰焊和回流焊两种工艺，则在设计时要选择对应的封装，因为两种工艺对应的元件封装完全不同；chip元件过波峰焊时，要设置点胶孤立焊盘……派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补1084.SMT典型工序一：锡膏涂布

方法有三：点锡、印刷和喷印

印刷方法是主流，点锡不适合批量生产，喷印太贵。

点锡点锡的应用4.SMT典型工序一：锡膏涂布

方法有三：点锡、印刷和喷印

109印刷

a.丝网印刷不适合于细间距，很少使用。

b.模板印刷精度高、平整度好，适于细间距，目前普通采用。

锡膏印刷方法印刷

a.丝网印刷不适合于细间距，很少使用。

b.模板印110锡膏印刷步骤1）刮刀与PCB之间要有一定距离。因为：a.放置锡膏b.锡膏是滚动前进的，给滚动留有助跑空间，这样有向下的力，填锡才能好。2）大的热焊盘要采用井字状开孔，以免锡膏塌陷。控制上述四个步骤，需要好的基板平整度、焊盘设计和加工质量、钢网加工质量。锡膏印刷步骤1）刮刀与PCB之间要有一定距离。因为：a.放置111预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：清洗频率太低，堵孔——用于ICT等自动设备

——用于载板安装、裁板和压接等

注意：PCB进板时，要靠机器挡块挡住PCB来定位，相应PCB位置不能有凹口。玻璃脆性态转化为粘流态或高弹态时的温基板设计从设备对基板的处理开始考虑eg：选用pitch≥0.3：焊盘本身的尺寸（考虑器件的三维尺寸和焊端形状）如何提高电子产品工艺质量?派生组装方式

——单面SMT+THT

——双面SMT+手工补焊

——正面THT+反面SMT等

新型组装方式

——Flip-Chip

——COB(chiponboard)

——MCM(multichipmodule)等要想做好产品开发还需要什么?

新问题→案例库→提炼规范→加入形成动态规范库

规范永远不做，永远是空白。01005的阻容）就不搭配；能保证产品的重复性、稳定性。对员工素质要求提高1：SMD元件占地范围3）孔径＞120mil(3mm)，走线距孔边缘＞12milFOV=FieldOfView，视场

VisionFOV即机器视觉范围要优于w1=12mil，w2=8mil的设计，因为后者短路eg：双面SMT工艺时，BGA、大的/重的元件摆在同一面，非BGA、小的/轻的元件摆另一面；有铅工艺……

9.第六章电子工艺技术平台的建立当大焊盘的距离不够时，可对大焊盘进行切角处理。焊盘设计案例——器件焊端形状对焊盘设计的影响锡膏印刷对基板的要求：

尺寸准确、稳定绿油不高于SMT焊盘

焊盘加工为正公差绿油/丝印不上焊盘

板面清洁焊盘表面平整锡膏喷印不需要钢网每分钟可喷印3万点换线快锡膏涂敷效果好无脱模难问题，保证细间距印刷全编程控制，锡厚可控锡膏颗粒小，价格昂贵MY5000MYDATA公司，上海有售，焊盘加工为正公差,特别注意CSP、BGA等IC的焊盘size和pitch预热时间短

贴片精度：贴偏

钢网：1125.SMT典型工序二：贴片贴片的工序流程图5.SMT典型工序二：贴片贴片的工序流程图113贴片机的基本结构：

基板处理系统

——传送基板、基板对位/定位

贴片头

——内装吸嘴，用于真空拾/放元件

供料系统

——即feeder，有机械式和电子式

元件对中系统

——利用影像识别系统，制作零件资料和