手机堆叠设计(PCBA)

1、.手机堆叠设计关于手机设计，论坛中有不少的知识，但在手机设计初期的PCBA的堆叠方面却很少有人提及，其实堆叠的质量直接影响一款手机的生产量。希望有这方面经验的前辈提供相关的知识让我们这些后辈也提高一下8 8 A 8 u; c. P1 k% C3 _0 # m, q3 n6手机堆叠设计(也称系统设计)是手机研发过程中非常重要的一环., u / r g% F7 I系统设计的好坏直接影响后续的结构设计,甚至其它可靠性等方面的问题.1 W; B. G % P) d9 z一个好的结构工程师,系统设计水平一定要过关.对ID/BB/RF/LAYOUT这几个部门的意见: A; M, X O整合起来,是不件不容

2、易的事情.结构工程师需要了解这方面的知识,综合起来,满足各部门! J所需,完成产品定义的要求.这方方面面完成,是一项全面而细致的工作.也体现兄弟们细心的一面. - e v% wi. a ; J9 J本贴置顶,大家可以就系统设计过程中与ID/BB/RF/LAYOUT部门沟通以及注意事项,设计经验方方面面) x; m; F: w. + l5 t2 A发现自己的观点和感想.我会根据实际情况加分处理!加分范围:13分.1 n! - c l: f/ j% R; * 應該是硬件做的事，很多小公司都給ME做，所以做出來的東西肯定不會是什麽好東西不同意楼上的说法,如果交给硬件做堆叠,出来的PCBA做结构,很难

3、作出好产品.$ L9 w0 c/ R( H3 m1 j w1 Y我是MD出身,最近专做pcba堆叠.不是小公司,230多人的方案研发公司.- m( e5 ; # A& e4 R: o: n堆叠PCBA是一个非常综合的工作,MD,LAYOUT,RF,ID要多方位权衡,最终妥协达成一致,任何一方面太强,必然伤害其他性能.都不能算一个好的PCBA设计.5 j5 9 a+ b7 e7 K其中要考虑的问题大概有一下几点:; Q& 4 + Q4 f8 M# g9 % ?1.满足产品规划,适合做IDu& V7 s9 3 x A M/ Y2.充分考虑射频天线空间; s0 N2 y/ H1 J/ h* f3 O

4、3.考虑ESD/EMI6 R b7 , t+ q4.考虑电源供电合理4 v7 V2 Q4 k+ , N. S5.考虑屏蔽框简单/ TN1 A0 C& s6.考虑叠加厚度: 4 - k* f1 r7.考虑各个连接简单可靠* N, m Q7 G4 a l6 L/ W: n( B8.考虑各个定位孔,测试孔,螺丝孔,扣位避让,邮票孔等等8 L$ d: n6 K# S9.预留扩展性 SQ( # v& M G0 O V.) P& D* : U/ r& N; T3 b* 2 P时间关系没有很系统的去总结,碰到具体问题必须要具体分析.我也反对3楼的说法，PCBA里有很多跟结构有关的件，SPEAKER、MIC、

5、RECEIVER、BATTERY、ANTENNA、 KEYPAD_FPC、SIDEKEY、HINGE、FPC、CONNECTOR、LCD、等等太多了，这些都是直接跟结构相关的器件，需要考虑到方方面 面的问题，MD不去堆谁堆呀，当然选件以及摆放位置多听听其它人的意见是很不错的。 X. e, i6 Z9 7 k5 x% z9 y=谢谢以上朋友的积极参与。其实PCBA的堆叠是一个各部门沟通的过程，关系到ID,MD,HW,SW等多个部门。它不但包括各结构件及电子元器件之间的相 互位置，结构料的选取也是一个非常重要的环节。如喇叭选什么样式的？，尺寸多大的？BTB选多少PIN的合适？振动器用什么样的？放在

6、什么地方效果更好？ SIM卡座、T-F用哪种性能较可靠？总之，只要是关于PCBA堆叠的问题或经验，都请大家积极在此发表.感谢中.关于喇叭的选择,现在国内水货市场(三码,五码)越来越追求音量大,同时也追求高音质,因此喇叭的选用朝大尺寸和多喇叭方向发展.目前常用的是双喇叭直径 18,20的设计,在设计是追求音腔的密闭,和后音腔的体积,很多设计公司都直接把speaker密封成一个密闭的音腔结构,效果非常不错.现在也有使用 直径30和2030等大尺寸双磁钢的喇叭,声音非常响亮,高低音效果都很不错.反对3楼的说法, C; X. 2 K: 2 b- bPCBA堆叠是一个繁琐的过程，而且要对于项目成员有一个

7、直观的印象，也就是能使人看到将来ID早型的方向，最重要的是根据产品的市场定位来选用各个机电件，还有对于产品成本的控制，如：要用FPC的侧键呢，还是用机械式的侧键呢，等等。3 f4 ue/ f* , % w3 B希望我扔的这款砖，等着大家的玉。没做过,但想悟人子弟一下./ i7 L# n/ s* Y& r$ b; P: k先要了解产品需求,如功能和外型尺寸等等% X) zn|- S% 根据产品需要选择合理的器件,初期要选定屏电池和芯片类型,. B# q , _. F( a& D! F下面开始摆件,合理的摆件要考虑很多方面,大的方向是跟BBRFID商量好,有些器件的位置是相对固定的,比如天线,测试

8、孔,射频芯片CPU, IO,电池连接器.当然这些都不是绝对的,这样可以使走线短,能保证性能.摆器件的时候会有很多问题需要考虑,比如器件定位,天线性能,音质,器件布局是 否均匀,经常受力的地方是否有多pin的器件,后续容易虚焊(键盘板后面),等等等等.(太多就不细讲了) - _9 v7 5 - J1 J器件摆放完毕,就要细化了,细化就要看结构功底了,比如:器件定位,产线组装,后续维修,主板的R角大小,螺丝孔的位置,卡扣的位置,SIM卡的出卡,后 续结构是否有金属,留出接地空间,键盘dome是否能过粉尘测试,等等等等.总之心中要有一款结构诞生.里面有太多细节问题,遇到具体问题才能具体 讲解.3 G

9、; w9 k% K9 g a不细说了,没做过,真怕误人子弟,不过应该不难,我有很多同学结构都没做过结构就直接去做堆叠,我看做的也不错.九楼飞哥，大的喇叭是可以提高声音效果，但是大喇叭势必会影响到天线面积和电池容量，首先要保证天线面积，现在的水货机有很多都在追求超长待机，这样就又产生了一个矛盾点。人们追求的不断提高，一直在给我们出难题.呵呵！2 P! _1 _! f5 Y& e9 g为了保证信号不受影响和提供足够的音腔空间，有的公司直接把天线放在pcb的下面，我想知道这样的效果怎么样？是不是PIFA和单极天线都可以放在PCBA的下面？另外，如没有后音腔，喇叭后面封闭起来会不会有负作用？可以多拆拆

10、NOKIA的手机学学，国产手机大多做的不好！大喇叭，超薄、大屏最后导致天线面积小，信号差、牺牲了手机质量和用户利益。也来误一下& Y% r2 I/ R/ PCB 堆叠时，其实整个市场定位首先已经出来，产品的大小，重量，已经相对应的消费群体已经有了一个大概方向。剩下的可能就需要各个部门协调沟通来实现产品的功能等了。. l9 j. O) V2 _( M7 S( y& l3 x1。一般因该是ME来对整个PCB 堆叠来做整体的安排（计算机台大小等，以及考虑各部分的可靠性）。& E E% _! a8 K& j# 6 & I。当然很多以及具有电气性能的零件都必须与来讨论（也许不会允许用某一个零件）。/ X

11、) r% s5 Q; I/ m。设计过程也会对此进行调整。2 h E/ U/ N/ x, 。对整个摆放零件时也有可能对整个PCB 堆叠产生影响（零件大小又限制或者需要的零件供应商无法给与稳定的货源）手机堆叠是需要有丰富结构设计经验的人员来完成，不但要了解硬件和方案的一些基本知识，更重要是堆叠出来pcb在我们结构上的可行性，便于后面的结构设计和硬件的走线，以及id发挥。抛砖砸玉！H0 q3 W5 A# Y2 A$ / T* a i6 _1 |9 h, Q/ ?: w一、PCB板外形的设计# 1 J8 . Z; N) w! I% n1、一般PCB边缘距最外边至少2.5mm，若是2.0mm的话，则要

12、考虑在主板上做扣位挖切！要详细计算这些地方需要进行主板挖切的尺寸，以求整机的空间利用率最优化。1 v; a& i3 8 J4 u2、在主板设计时要注意Boss孔的位置是否便于壳体结构的设计，螺钉打入的空间，孔周围的元器件禁布置区域。卡扣定位需要在主板设计中优先考虑卡扣以及卡扣支撑的合理位置，并设定元器件的禁布置区。: a5 . . t. & I. w& Z. l3、主板的厚度一般为0.9mm，如果主板的元器件较少线路较少PCB板厚度可以更小，比如滑盖机的上PCB板厚度选为0.8mm厚度，双板中的键盘板厚度为0.5mm。 $ e+ j0 . M6 l0 g/ Z8 l6 A4、 PCB拼板设计外

13、框四个角一定要倒圆角，以免锐利的直角损坏真空包装，导致PCB氧化，产生功能不良，另外邮票孔的设计要充分考虑SMT时的牢度和突出板边器件的避让。6 o+ FJ8 # y% m5、PCB和DOME的定位 在硬件布线允许的情况下,最好能在主板上开两个或3个贴DOME的定位孔,位于主板的对角线方向,这样产线在贴DOME的时候可以做一个夹具来保证 贴DOME的准确性.在硬件布线不允许开孔的情况下,在主板DOME上在最远位置放置两个或三个直径1. 0mm的丝印点（或者用MARK的中心露铜点，也为1.mm直径），用于DOME和主板的定位。; g- % N0 E, M7 l二、电子接插件的选择 R/ L: 9

14、 x2 D# W因为每个公司都有自己的公司的接插件的共用件，在此不做描述；一般寻求共用，节省成本！优化管理！ 2 z$ N# ? S! |. d三、主板设计 O# C0 . C: x1、在键盘区域要求置放0.4mmLED，其它在键盘下不放置元器件。灯的排布根据ID的造型且使透光均匀！ ; r$ D; I% O& w7 n- X. S$ y2、注意键盘的唇边和距离唇边的间隙，需要做线表明禁布区域以及漏铜和ESD区域； 2 c) M( c* h; v9 B. S1 j7 C% q3、在上部键盘禁布区域之上和转轴之间的区域，建议做两条禁布区域，以便于在下前壳结构强度不够时可以加筋处理。 % b0 I

15、/ : n) n4 e/ d( Z1 q/ _1 k8 i5 H4、螺钉孔的位置尽量考虑4个，每边两个，对于外部天线的结构，最好在板的上端靠天线侧加一个螺钉孔，保证天线处抗摔能力。 2 p) G# i1 _4 o) P5，注意侧键焊盘和dome的距离。4 B( / F4 k( k8 g0 i6、由于电池卡扣常由于内置天线，摄像头等的影响会设计在下部，因此电池连接器要求如果放在下部就必须中间放置以防止电池间隙不均。 , A8 x J# ( J: s* BJ7、sim卡座的高度和基带的屏蔽罩有很大关系，直接影响整机高度，需要合理放置屏蔽罩内元器件的位置减低屏蔽罩高度和提高屏蔽罩的平面度和强度。在屏

16、蔽罩内的拐角处不允许放置高度距离在屏蔽罩内顶面在0.2mm内的器件。 且要考虑sim卡的出卡设计！ 2 bi! e, t5 : j四、PCBA厚度设计5 5 C_3 R3 V. ; _1、外镜片空间 0.95mm， & o/ 2 qL+ r7 O; I, p2、外镜片支撑壁 0.5mm ( ) T2 ( g4 z) I3、小屏衬垫工作高度 0.2mm m% ) R7 v* I5 D1 M2 W4、LCD大屏玻璃到小屏玻璃最大厚度 2 IX7 h/ P* S5、大屏衬垫工作高度 0.2mm( K) s7 G1 r! o6、内镜片支撑壁 0.5mm6 m9 D1 j4 & A( A% S7、内镜片

17、空间 0.95mm，, & g* m7 s& W# u8、上翻盖和下翻盖之间的间隙0.4mm ! - K, n/ a: # z- j6 B9、下前壳正面厚度1.0mm , X. R+ S ?l8 A+ Y6 B% E3 V10、主板和下前壳之间空间1.0mm，6 r, , W# * + F4 I; M) * J: y11、主板厚度1.0mm，主板的公差1.0以下+/-0.1, 1.0以上 +/-0.1T; n6 . $ # L, z% Vw; R& f: ?12、主板后面元器件的高度（含屏蔽罩）9 Z8 & ?5 s5 N0 R, B13、元器件至后壳之间的间隙0.2mm . d0 ?6 h3

18、 h0 G4 A. 14、后壳的厚度0.8mm 5 K4 N$ ( X u15、后壳与电池之间的间隙0.1mm 8 i3 . Y3 H9 w& I16、电池的厚度：0.6mm外壳厚度电芯膨胀厚度0.4底板厚度（塑胶壳）（或0.2mm钢板厚度）3 n8 N: g9 h8 m! q9 |7 A, b五、主板堆叠厚度 Q! t; W) |# t% u6 W主板堆叠厚度的控制： 总的原则:主板堆叠的高度要尽量平均,影响整机厚度的最高点(高度瓶颈)和其他地方高差要尽量小,尽量通过器件位置的调整实现宽度,高度,和长度方向的尺寸都尽量小. X% U% W) P* X7 a! u3 O9 3 X; ?1、主板

19、板厚设计尺寸0.9mm，在造型中做1mm（包含公差)以及焊锡的厚度； 2、主板bottom层对高度有影响的元器件主要有：耳机座；电池连接器；屏蔽罩；SIM卡座；IO连接器等，钽电容。0 9 X3 z# q3 h+ o3、电池电芯的放置主要和以下要点有关： 电芯在Z方向主要是以下方面控制： （1） 下后壳顶面和电池底面的间距0.1mm； （2） 下后壳的顶面必须高出或平齐SIM卡的锁紧机构； （3） 电池底面到电芯的距离：主要受到电池结构的影响，如果是全注塑结构，电池底部厚度至少0.45mm包含0.1mm的电池标贴的空间；如果电芯的底部采用不 锈钢片结构，电池底部的厚度为0.3mm包含0.1mm

20、的电池标贴的空间。 j3 T- W! q/ I$ h7 Y% $ C8 ?（4）电池五金和主板电池连接器在工作位置接触，目前要求主板bottom面到电池五金保留2.9mm工作空间。 （5）屏蔽罩的高度可能会影响SIM卡座的高度，因为SIM卡可能被放置在屏蔽罩上。屏蔽罩和SIM卡保留0.1mm间隙。 电芯一般放置在X方向正中； 电池卡扣的位置控制Y方向；电池分模线控制Y方向；0 |: d$ j7 X. h8 t/ M& b4 ( M3 s在BTB的选取方面：一般是摄像头选24PIN,IO选14PIN,按键板选16PIN的，但为什么这样选？PIN数选取的原则是什么？PIN距选取的原则是什么？请有经

21、验的大哥大姐指点迷冿！感激中.在堆叠设计中,摄像头PIN数的选择是根据摄像头的像素决定的,24PIN的一般是30万像素的;: Y; x& L1 g3 m: l lIO14PIN,是因为IO是三合一(充电下载耳机)的,如果单纯做USB的话，8PIN足够!+ H) S/ / Y; Q T3 |PIN数的选择是依据功能来的,PIN距据我了解，没什么原则的,方便就好!(分手工和SMT不同)堆叠设计对于布局是非常重要的事情，结构不做就危险拉，23楼的兄弟写的满全面的，加几点意见 Fz7 K4 a0 A* S( v5 e1)上盖设计的时候要注意一般大屏背后会有按键的设计，如果有需要考虑如何作支撑的问题，小

22、心坐压试验无法通过，这点俺教训惨痛 o2 C1 Q1 h( V, A* f! 5 J2)大小屏理想情况不要背在一起，尤其不要为了减薄公用背光等设计，esd和强度都会很差，- b7 n- V, _; A4 h3)泡绵部分建议厚度增加到0.3mm，镜片厚度注意不要降低，背胶要用到。15左右的，否则黏结性不好低温跌落的时候容易镜片脱落( N/ b4 G; x J4)按键部分可以根据选用的方式降低于主板的距离，但注意最好键盘可以作接地的设计: f9 u% O, 1 t% t( Y3 t) * e! k( A5)天线局部净空是非常重要的，多有speaker，cam放在附近的设计要考虑于射频的配合7 f:

23、 o- p2 1 d/ u* 6)上下盖的配合，大屏的手机多有用镁铝制作的倾向，在转轴的选用上尽快用五金转轴，可以非常好的将上下壳的地有效连接对esd很有好处说得对,支持,我也是结构出生的.就站在MD的角度来说说: S& 9 _2 h1 o/ n8 i这份工作很多公司找一些结构经验不多的人来做这个.觉得这个位置不重要.2 yI: K5 G# l* K* m& 4 P其实这个位置很重要的,需要和很多部门的人沟通再来决定如何分布位置.如果以ID为主.那更是需要细心验证ID的可实现行.* x1 P& G/ i) T还有就是堆叠图一定要做的干净一些,很多要删除掉很多由LAYTOUT转图过来很多无用的线

24、,旋转中心要设置好!.; : M+ X9 / s& w$ v# l. j5 e5 b总之,堆叠做好了,后面MD的工作就轻松很多.各位大虾是否碰到过手机通话电流声的问题?是否与我们的结构堆板有关系呢?如果有的话如何解决和避免呢?2 u+ H+ h1 O9 N n- d我知道跟硬件LAYOUT是有一定关系的.=有电流声可能是MIC和天线比较近的原因。=是不是屏蔽做得不好?ME STACKING做的好不好,对ID,EE都会有很大的影响# v3 v* Y( K$ Y+ g. a, d所以说结构要综合了解各方面的知识一个堆叠设计师必须是好的结构设计师,但是一个好的结构设计师不一定会是一个好的堆叠设计师.

25、# n. T, 0 i) 0 ?对于堆叠设计师,要求的素质必须比较全面,首先结构设计是必须要强悍的,接下来,硬件知识,ID知识都要非常丰富才行.- i# H, J8 T2 g: N假如一个堆叠设计师有了以上几个方面的素质,再加上能够跟进手机的最新发展动态,研判手机发展方向,嘿嘿,我相信这种人的话,在哪家公司都可以算得上总字级人物了.) L; 4 U0 AG4 B我家老总就是此种人物,牛啊.建议对上面兄弟提出来的涉及项目进行细化讨论：- X4 _( a/ M6 B( O+ b/ B1.满足产品规划,适合做ID9 i P2 P( i3 h（翻盖，直板，滑盖和旋转）4 n3 s1 s& R, z/

26、2.充分考虑射频天线空间; v+ j M) w) O/ C0 u* C（内置天线的设计原则和可能影响天线性能的方方面面问题汇总）. j: 1 k, 7 x* , % H3.考虑ESD/EMI5 |/ e: r4 |1 Y（电镀件效果的选择和电子方面提供的防EMI方法）( T4 m+ P3 A. e5 o 4.考虑电源供电合理8 M* F B% a& T6 _% % _（电池的厚度和电源连接器的类型和电池卡扣的设计预留空间）% C p$ nc pe/ K* N4 e5.考虑屏蔽框简单) E 5 8 X5 ) 2 T) d) m（整体厚度的影响和屏蔽罩的上下壳封口方式选择的优缺点）: U, L-

27、m$ e3 Q! $ R% Q6.考虑叠加厚度3 t/ E2 x$ f& X7 S* f（是否有很好的格式表格来计算叠加厚度）) bO6 i+ 1 G1 z8 a. j7.考虑各个连接简单可靠1 S9 l# $ X p+ ?; s（所有外接的元器件摆放位置是否跟ID有干涉，是否影响结构的拆件）6 S& Y0 , W+ X+ # Y* b8.考虑各个定位孔,测试孔,螺丝孔,扣位避让,邮票孔等等4 ?# 1 N, G+ K2 J（螺丝孔的摆放非常重要，尽量给不同的外观都能使用同一款平台） R5 c; J* F0 X/ U* J9.预留扩展性关于堆叠PCB的工作我也来说下，我开始是做MD的，后来在一

28、家方案公司做堆叠PCBA，刚开始只以为把东西堆上去就可以了，哪知道与硬件，layout,采购一检讨发现有太多的地方需要改动了，( X0 x$ P$ r; W ; z1，首先PCBA大概的框架要符合定位的方案，选用什么样平台，评估出大概的长宽高及可行性。, Y, o1 , k% w: 7 W9 I7 2，寻找相关的结构电子料规格书，哪些是新料哪些是通用料，新料要采购确认供应商的货源及商务的问题，还要从硬件那里需要确认相关的连接器多少PIN。% & L% |+ Z6 J% 3，真正开始堆叠PCBA, 不过在堆叠的过程中，要考虑ID 做造型的空间，MD的实现性，可靠性，一些外接口，侧键的摆放是否符合

29、人体习惯， layout布线的简易性及足够空间摆放芯片（这点就要与layout多沟通才行，比如说IO口与电池连接器相对的摆放位置不要相隔太远,天线与RF芯片 不能相隔远了，且不可有导电金属件，有时候layout为了自己走线方便，就不管MD 、ID 这些方面了，这个时候就需要你做出评估，如果有ID的话最好叫上一起讨论，折优选择了)2 j5 v: B) ! 0 b: z& |4,评估天线做哪 种的，是单极还是PIFA天线，单极天线要求的面积比PIFA的要大些，且下方不可有导电件，没有高度要求，PIFA天线要求的高度一般在6mm，不同的 天线有不同的工面积和高度要求，这就要看按堆叠的PCBA来定了，

30、天线周边不可有导电的材质，这两种天线最常用。9 # N6 r% A$ x$ m5，spk位置摆放及音腔的的密封性，在SPK周边尽理不要放置外接口! gT/ g. a$ F$ b6，要考虑到后面的兼容性比如需要替换结构电子料，以及后面的扩展，比如电池，SPK等更换大的。( A, x% y - k8 u$ _+ c堆叠看起来简单做起来确不是那么容易了，特别是做好，但是想要把一个方案做好，前期的堆叠却是关键，这就要看工程师对各方面的了解和把握了。希望和大家一起学习！一起进步。各位很专业，本人在此谢谢了。其实PCBA堆叠就是尽量减少整个PCB的体积，同时还要满足ID的设计要求，确实是很复杂的事情，做这

31、一步一定要认真评审，不然后期结构做起来就难搞了。期待高手能有个图片，示意一下哪些地方需要注意回避一下什么元件或者需要考虑哪些问题，这样比较直观一些，看得很朦胧啊。最好拿个比较失败的叠堆图，这样说明一下大家可能就有点印象了( u* K2 N8 r# M) h1 Z我是做MD的，但叠堆图还是不知道要怎么评估才是最合理的。希望有个高手来仔细说明一下; - F* L- w7 S J+ ) W先谢谢啦我是做结构的。我赞成4楼的说法。* S. d* P: o* w) iy/ L扣位、螺丝孔、锅仔与屏的距离、听筒与屏的距离。前摄像头与屏和听筒的距离、前摄像头的排线、主板前后是否好做扣主板的扣。等等。其他的就要看ID什么设计了。在需要的時候PCB是可以做成彎的，或是有角度的，這樣更有利於結構的設計，不知大伙有沒有碰到過這樣的方式，我們公司就用過，手机堆叠设计是一个不断协调和调整的过程,不是一触而就的.这之中要和电子工程师来往交流数据几回.; , K) 2 n+ U+ A所以你不仅要有丰富的手机设计经验(知道各种元件如何放置