手机关键器件质量管理讲座（一）：PCB质量控制关键

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大家好，很高兴又见面了。时光如梭，一转眼，距离上一次的十期手机行业质量管理系列讲座连载已经过去快一年多了。在这段时间里，一直收到行业朋友的电邮和来函，有支持鼓励的，有寻求帮助的，也有探讨问题的，在此一并感谢大家对我之前连载文章的支持和肯定。如果能透过系列文章的分享,对所有读者朋友有帮助，那正是我非常乐意的。

随着国内手机行业的不断发展，短短的10年间，手机行业已经从当初拥有丰厚利润的黄金时代逐步进入今天的透明化微利时代。为了提高收益，目前很多IDH企业纷纷从单纯的提供PCBA服务模式逐步转型成为可以提供完整方案的ODM企业。毕竟，整机20%甚至更高的利润率较之PCBA平均只剩5%不到的利润率，这巨大的诱惑是显而易见的。

不过ODM之路，可不会是什么康庄大道，既充满着相对丰厚利润之诱惑、也充满着荆棘。从标准器件整合到很多非标器件（外壳等）集成、整合，依照笔者经验来看，项目问题、难度、复杂度、跨部门跨地域的沟通协调等方面一定是做PCBA模式的几倍甚至几十倍。“巧妇难为无米之炊”，原料、器件带来的问题，将更大程度上地对项目造成各种影响。经笔者对很多整机项目质量情况进行统计后发现，有近一半的质量问题都是原器件造成的，其中非标件的质量事故占整个质量问题的七成以上，这也让很多ODM公司从上至下的管理人员焦头烂额、苦苦寻觅良方的之处。

器件如此重要，引无数英雄竞折腰。所以从本期开始，笔者将按照物料ABC(Activity Based Costing)分类原则.ABC法则告诉我们，即【A类物料数量占整个BOM物料总数10%左右，金额占总BOM成本的65%；B类物料数量占整个 BOM物料总数25%左右，金额占总BOM成本的25%；C类物料数量占整个BOM物料总数65%左右，金额占总BOM成本的10%】与各位读者分享手机行业一些关键器件的质量管理知识和经验，希望能对读者在选择供应商、行业整体水准和处理质量问题时作为重要参考。

本期为大家介绍的手机的骨骼器件：印制线路板（PCB）的质量管理。

一、印制线路板（PCB）的介绍

印制线路板，全称Printed Circuit Board（下文统一简写为PCB），作为所有电子器件的载体，并通过线路确保各器件的导通，其重要性可谓首屈一指。一片板子只要有一根线路出了问题，很抱歉，那就得连累数百个贴片器件一起报废了。以前电脑和服务器的PCB主板英文名称是：Mother Board，笔者认为MOTHER这个词就能充分体现出印制线路板的价值了。

PCB按照层数分类，有单面板、双面板、多层板（4、6、8、…20以上层)。通常手机主板设计6、8层比较多，按键板以双面板居多。近年为了降低成本，很多设计公司也在尝试4层主板的设计，不过除了一些超低端平台外，鲜有成功的案例。

按照表面处理分类，有喷锡板、镀金板、化金板、选择性化金板（化金+OSP）、OSP板、化银板、化锡板。手机主板一般采用化金或者选择性化金设计，按键板则为化金板。喷锡和化锡由于其特性，不适用于手机贴片；而化银虽然能降低成本，但隐藏风险不小，使用的结果多是得不偿失，今年初国内手机行业龙头之一华为还特别行文给各供应商，禁止使用化银工艺的PCB。

按照材料耐温性分类，分类为普通Tg板、中等Tg板、高Tg板。Tg指玻璃态转化温度，是指板材在高温受热下的玻璃态转化温度，普通Tg的板材为 140度，高Tg一般为大于等于170度，中等Tg约150度。Tg值越高，板材的耐温性能越好。因为近年无铅工艺的普及，手机板板材的首选是中等Tg，在保证耐温性能的情况下，成本也比H-Tg材料有明显优势。普通Tg的板材成本优势有限，在无铅工艺条件下爆板分层频发，正在逐步被中等Tg材料取代。高 Tg板材一般则用于手机模块板的制作。

按照生产工艺分类，主要分为HDI板和通孔板。HDI全称为高密度互联板，通常指使用激光盲孔（直径150um以下）和埋孔进行各层线路导通的 PCB。通孔板顾名思义，则是以机械方式制作的通孔来进行层间线路的连接。由于生产工艺流程的差异，两种PCB成本相差很大。智能和高端手机只能使用 HDI板，而低端手机平台，已经有很多选择展讯芯片的设计公司具有了使用通孔板进行方案设计的技术。对于利润日渐稀薄的手机行业来说，这块蛋糕不可小觑，同时也成为展讯芯片的竞争优势之一。不过通孔板由于钻孔密度更大，容易发生离子迁移，可能会影响其使用耐久性。

特殊类型还包括RCC板、无卤素板、Anti-CAF（耐离子迁移）板等。这些特殊材料相对于普通的PCB板材来说，或者能提升主板的射频性能，或者能延长手机的使用寿命，也许是为了符合欧盟和美、日等国家对有害物质限制的要求。

二、PCB的生产流程及关键质量控制点

PCB生产流程很长，在所有的手机器件中，除了芯片外，复杂程度无出其右。下面就是HDI板的结构示意图：

PCB的生产流程很长，大的工序就有好几十个，而每个大工序下又有前处理、主加工、后处理、检验等若干小工序。下面将以6层HDI为例，简单对流程进行归纳后分成四个部分，以便大家了解：

A.内层制作1：
基板裁切，图形转移，蚀刻，AOI，棕（黑）化，压合

B.内层制作2：
钻孔，化学沉铜，电镀，图形转移，蚀刻，AOI，棕（黑）化，压合

C.外层制作：
铣板，钻孔，镭射钻孔，化学沉铜，电镀，图形转移，蚀刻，AOI

D.表面处理及检验：
防焊，化金，文字，成型，电性测试，成品检验，OSP，包装

注：防焊也有很多工厂称为绿油，不过因为很多PCB可能是蓝、黄或其他色，本文统一命名为防焊；图形转移俗称干膜；成型也叫做铣板或锣板。

8层的二阶HDI板则比6层HDI还要再多走一次内层制作2的流程。6层的通孔板相对就要简单很多，不需要内层制作2的流程，而且在外层制作时也不需要进行镭射钻孔，因此在成本上有明显幅度的降低。不过降低成本付出的代价就是对走线的要求更高，同时在可靠性方面存在一定风险。

流程越长，PCB的质量就越难管理。因此需要对很多关键质量控制点进行，才能确保PCB的性能。本文篇幅有限，只摘录一些特别重要的控制点供各位读者参考：

除了以上这些控制点外，还有很多手机的可靠性测试项目也可以要求PCB供应商进行试验确认，如高温高湿、高低温冲击、绝缘性能测试等。

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