SMT工艺对RD设计在芯片封装的选择上进行强行限制,到底是工艺能力不行的甩锅,还是研发选型的不作为?

原创 阿昆谈DFM 2024-07-16 07:01

     今天看到某设计群里有人在吐槽工艺部门不充许他们使用QFN封装,原因是贴片难度高。

这个工艺和研发之间的战争和矛盾好像一直无法消除,那这件事到底应该怎么看呢?

这到底是工艺能力不行的甩锅,还是研发选型的不作为,去挑战工艺极限?

我认为这个问题没有绝对的对和错,而是一个综合权衡的问题

那这一类问题我们到底应该看待?我来聊一下我看法:

1、随着电子产品的高集成度,芯片器件的越来越微型化,贴装难度也是越来越高,从0805到现在0201甚至01005、从QFP到QFN、到CSP等,从这个角度来看,这种趋势是无法阻档,我们应该有一个清晰认识

2、从生产工艺来说,在满足设计要求的前提下,研发在物料选型上,一定是优先选择生产难度低的,这个是必需明确的。

比如能够使用贴片的74HC14芯片,就不要去使用直插的封装;

PCB的空间完全满足使用0603的封装,就不要去用难度高的0201甚至01005的封装;

能够使用普通TQFP、QFN、sot封装的,就不要去使用焊接维修不便或难度极高的CSP(芯片级)级别的封装BGA封装

3、从采购角度来说,在满足了生产工艺、设计要求的前提下,还要考虑该封装芯片是否是停产、或者冷门物料而无法采购,又或者单价太高,导致成本飙升。这些都会导致采购出现问题而无法正常生产。

(我们以前遇到过,某个SPI的EEPROM,使用ALTERA的品牌与国产品牌价格相差十倍以上但对于我们的使用要求来说,国产完全能正常使用)

4、从方案设计角度来说,因为组装结构也好,PCB空间也好,或者从性能来说,该物料基本是唯一选择,没有其它选择,就算有其它选择,去替换测试的成本及周期实在太高太长,从客观上来说选上基本只能唯一。

(我们之前也有一个ARM方案,因为使用的是一个已经成熟稳定的方案设计,核心部分电路是已经有成型的选择,上面的电源芯片就是CSP封装,实际上焊接难度很高,但是一方面没有办法去为了好焊接而对这个电源更改,因为一方面,我们也尝试去找过,暂没有可替代的封装选择,另一方面如果使用其它的封装,那么核心部分的电路更改从时间上看、电路的可靠性,没有办法去保障,最终无法修改,这是客观情况。

当出现不可抗拒的原因,而使用了高难度工艺的物料,如果这个时候没有任何办法去改变,那么就只能从3个方面调整:

一、尽可的优化当前的PCB及封装设计,比如焊盘的设计,使加工尽可能,减少连锡、开路等焊接问题。取消丝印尽可能提升平整度。使用更好的板厂或表面处理确保焊接。

二、选择另一个加工质量更好的SMT工厂,他们有精度更好的生产线、检测设备、以及生产经验,他们的工程人员可以更好的优化生产,让质量得到进一步控制。

三、降低自己的质量要求,比如原来的质量要求是连锡控制在1%,那么针对此问题可以预知性的把质量要求降低如2%,以确保生产继续。

总结:

      我认为这个问题没有绝对的对和错,而是一个综合权衡的问题,站的不同角度,看问题也会不一样,如果不站在更高角度看问题,那么无法去平衡这个问题,最后各负责部门会从一个极端走向一个极端。对于解决问题是没有好处的。

所以我们一定要有一个处于在工艺和研发间的一个可生产性评审桥梁进行解决。

      所谓“可生产性评审”是比DFM评审的一个覆盖范围更广的内容,目的就是不管从生产工艺、物料质量、采购、电路本身的可靠性、可测试性等等多维的角度去考虑,最终确保产品可以正常的量产。

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阿昆谈DFM 陈昆-专注于可制造性设计DFM的技术与思想推广。主张在设计阶段就从源头解决产品生产各环节的问题,加速量产周期,最终提高产品竞争力。相关作品:《PCB裸板的DFM可制造性设计规范》及案例分享、《一个因PCB丝印设计不规范而引发的一系列悲剧》。分享交流:电子产品拆解学习、PCB/SMT可制造性设计经验与案例、元器件/原材料认识与选型、组装结构工艺、生产质量管理、生活工作感悟等相关内容。
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