现代智能手机PCB设计关键指南
智能手机已成必备电子产品，超三分之一日常通讯活动通过手机完成，价值逐年攀升。预计2020年语音手机以23.5%速度减少，相反各档次智能手机保持8.0%增长趋势，含低成本低功能、中端、高端机型。
除语音通讯、邮件等基本功能，智能手机还需具备相当PC功能：网页浏览、在线通讯服务、社交媒体等。最新操作系统允许用户轻松下载特定功能窗口与多媒体自定义软件，甚至连接智能手表、PC、家电、车载设备满足更多需求。外观尺寸向大屏薄型发展，未来<8mm厚度成主流。显示器向高清(HD)大屏演进，摄像头从1600万像素升级至2000万。其他规格变化汇总如下表。
| 项目 | 2014 | 2018 | 2024 | |
| 平均外部尺寸(W×L×H/mm) | 77.5*152.8*8.5 | 75*150*8.0 | 70*145*7.0 | |
| 平均体积(cm³)/重量(g) | 100/171 | 90/160 | 71/150 | |
| 通话功耗(W) | 0.6-1.2 | 0.5-0.9 | 0.4-0.6 | |
| 显示器 | 显示器件 | LCD, OLED | LCD, OLED, 柔性LCD, 彩色电子纸 | LCD, OLED, 柔性LCD, 彩色电子纸, 自发光元件 |
| 尺寸(英寸) | 4.95-6.0 | 5.7-7.0 | 5.0-7.5 | |
| 分辨率 | Wide-VGA-Wide-XGA 高清电视(1080P) | Wide-VGA-Wide-XGA+ 全高清电视(4K) | Wide-SVGA-Wide-SXGA 全高清电视(8K) | |
| 摄像头 | 模式 | CMOS | ||
| 分辨率(百万像素) | 8-20 | 8-24 | 8-40 | |
| 近场通信 | 红外、蓝牙、NFC、无线局域网、WiMAX | 蓝牙、NFC、无线局域网、WiMAX、毫米波 | ||
| 主存储设备 | 内部存储、存储卡网络服务器 | 内部存储、存储卡云服务器 | ||
| 电池 | 锂离子、锂聚合物 | 锂离子、锂聚合物、太阳能电池、燃料电池 | ||
智能手机PCB要求
基于未来智能手机功能与发展趋势，主板应用高多层PCB，辅板用低多层PCB。主板制造通常选10层堆积多层(BUM)PCB。因半导体封装(SiP)导致功能集成，层数极可能保持不变甚至减少。2015年64位处理器应用、IC引脚间距从0.4mm缩至0.35mm，主板层数暂时可能增至12层以上。板结构与分布发展趋势见下表。
| 项目 | 2014 | 2018 | 2024 | |
| PCB数量 | 1-3 | 0-3 | ||
| 主板类型 | BUM PCB | BUM PCB, 玻璃PCB | ||
| 主板尺寸(mm) | 50*50-55*120 | |||
| 智能手机主板层数 | 8-12 | 8-10 | 6-10 | |
| 主板元件总数 | 500-1300 | 500-1000 | ||
| 最小元件尺寸(mm) | 0.4*0.2 | |||
| LSI总数 | 16-28 | 14-25 | 10-20 | |
| FPGA | 数量 | 7-14 | 6-13 | 5-12 |
| 最小间距(mm) | 0.4 | 0.35 | 0.25 | |
| 最大引脚数 | 1044 | 1200 | ||
| 功能模块总数 | 5-15 | 4-12 | 3-10 | |
| 连接器总数 | 5-20 | 4-15 | 3-10 | |
工艺设计至关重要，是低成本高效制造PCB关键。新一代表面贴装技术(SMT)要求设计师从一开始就考虑制造问题，因其复杂性，设计文件微小修改必导致生产延期、开发成本增加。甚至焊盘位置变动需重新布线、重制钢网。模拟电路更艰难，需重新设计与测试。若问题不解决，量产最终造成更大损失。因此设计师必须从一开始全力关注工艺问题。一条简单规则：越早解决工艺问题，对制造商越有利。
智能手机电路板工艺设计应考量要素：
• 兼容自动化制造组装的传输线、定位孔、基准标记；
• 关联制造效率的拼板设计；
• 关联焊接直通率的PCB材料、PCBA工艺、元件分布封装类型、焊盘设计、阻焊设计；
• 关联检查返修测试的元件间距、测试点设计；
• 关联组装调试布线的丝印或蚀刻字符。
智能手机PCB设计要求
层压多层PCB
层压多层PCB制造技术为目前广泛应用的多层PCB制造技术。应用时用减法工艺制造电路层。层间互连通过层压、机械钻孔、化学沉铜、电镀铜实现。最后阻焊、喷锡、丝印完成电路板。
BUM技术
在绝缘基板或传统双面/多层板上，涂覆绝缘介质层，经化学铜与电镀铜形成导线与通孔。重复该过程直至制成所需层数多层PCB。BUM PCB优势：基板层极薄、线宽间距极小、过孔直径极小，实现极高密度，可用于IC级高密度封装。
基准标记
通用规则：智能手机辅板每面至少2个基准标记。空间极限时可灵活布置。设计为直径1mm(40mil)圆形图形。材料颜色与环境对比下，阻焊区应比基准标记大1mm(40mil)，不允许有字符。空间极限时阻焊区可设为宽0.5mm，但同色焊盘不得在3mm范围内设计。
同板基准标记内部背景应一致，即铺铜保持兼容。孤立无走线基准标记设为内径3mm、线宽1mm保护圆。基准标记必须包含坐标图形，不应被视为PCB设计后的标记。
拼板设计
• 双面V槽拼板适用方形PCB，分板边缘整齐、制造成本低，首选。一般30°角，深度为板厚1/3或1/4。但不适用带BGA/QFN封装IC的PCB。
• 长槽孔+圆孔用于4层以上主板，其他辅板(按键板、LCD板、SIM卡板、TF卡板)根据板形选拼板方式。建议弧形或异形板用长槽孔+圆孔。更多拼板组合方法详见《PCB拼板组合设计的惊人秘密》。
作为人们必备设备，智能手机向智能化、微型化、多功能发展，对承载所有电子设备功能的PCB提出更高要求。若需可靠PCB生产合作伙伴制造智能手机PCB，PCBCart可助力。我们为电信领域公司提供质量保证全流程PCB生产服务10年，经验与专家团队让您以高性价比获得最佳电路板。
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