DFM可制造性設(shè)計(jì)

.,1,可制造性設(shè)計(jì)-DesignForManufacturability,Preparedby:,.,2,目錄,DFM誕生背景DFM設(shè)計(jì)概念DFM的基本理念SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核DFT測(cè)試點(diǎn)Layout原則附錄1并行工程為什么能提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力附錄2騰博公司推出-DFM軟件附錄3騰博公司推出-DFT軟件附錄4PCB之DFM檢驗(yàn)附錄5DFM通用指導(dǎo)原則,.,3,DFM誕生背景,電子產(chǎn)品不論是電視機(jī),計(jì)算機(jī),手提電話或其它產(chǎn)品,基本上是由產(chǎn)品設(shè)計(jì),量產(chǎn)制造,然后上市行銷.但長(zhǎng)久以來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與量產(chǎn)制造之間始終存在著需多溝通不良的情形,也因此造成許多不必要的爭(zhēng)執(zhí)與人力,物力或成本上的損失傳統(tǒng)上,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)部門(mén)設(shè)計(jì)完成后,便交付生產(chǎn)線試產(chǎn)及量產(chǎn),但是在生產(chǎn)線上我們?？陕?tīng)到工程師的抱怨PCB設(shè)計(jì)不佳,造成SMD或傳統(tǒng)零件組裝困難或組裝后高不良點(diǎn)數(shù),相反的在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或其它部門(mén)我們也常聽(tīng)到產(chǎn)品制造品質(zhì)太差的檢討聲.在討論問(wèn)題的時(shí)后也常常會(huì)有產(chǎn)品制造品質(zhì)不良應(yīng)該由生產(chǎn)線負(fù)責(zé)的主張,但生產(chǎn)線也會(huì)提出產(chǎn)品在設(shè)計(jì)本來(lái)就不易生產(chǎn)的反應(yīng),因此到底該如何有效整合,這不只牽涉到設(shè)計(jì)與制造單位,同時(shí)也影響整體的利益.實(shí)際上在許多的產(chǎn)品生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的爭(zhēng)執(zhí)中,經(jīng)過(guò)溝通討論后大部分都是可以取得共識(shí)并解決問(wèn)題,主要差別是在于溝通的時(shí)機(jī)與方法,雖然產(chǎn)業(yè)界許多廠商已了解此問(wèn)題的存在,同時(shí)也推動(dòng)許多如所謂同步工程,共同開(kāi)發(fā)等,多種方法以設(shè)法改善此一問(wèn)題,但仍然存在著許多灰色地帶待解決,傳統(tǒng)上許多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的模式,生產(chǎn)線是在準(zhǔn)備試產(chǎn)時(shí)才收到產(chǎn)品相關(guān)信息,但是即便是生產(chǎn)線此時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)瑕疵不易生產(chǎn),但如果改善牽涉到PCBLAYOUY的大幅修改,可能也無(wú)法被接受,因?yàn)镻CB重新LAYOUT耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)將嚴(yán)重影響產(chǎn)品整體進(jìn)度.,.,4,DFM誕生背景,許多所謂“溝通”的方法通常是,當(dāng)生產(chǎn)線抱怨產(chǎn)品設(shè)計(jì)不佳不易生產(chǎn)時(shí),由生產(chǎn)線訂定一份類似所謂“產(chǎn)品制造設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”,交由產(chǎn)品設(shè)計(jì)單位執(zhí)行,但卻又常因?yàn)樵S多所謂“準(zhǔn)則”內(nèi)容不符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本需求,或因生產(chǎn)單位不了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程,因此許多所謂“標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)計(jì)單位根本無(wú)法采用,或因造成設(shè)計(jì)單位之困擾而被拒絕使用又未經(jīng)當(dāng)面討論,所謂“溝通”又回到原點(diǎn),然后生產(chǎn)線與設(shè)計(jì)單位各自想辦法,各自解決問(wèn)題,實(shí)際上真正要解決問(wèn)題不只是定標(biāo)準(zhǔn),或聽(tīng)哪個(gè)單位的議建而已,而是共同參與互了解各自的需求與困難后,取得共識(shí)并共同解決問(wèn)題.一項(xiàng)產(chǎn)品雖然是從設(shè)計(jì)而后到量產(chǎn)上市,但產(chǎn)品設(shè)計(jì)與量產(chǎn)間常因需求不同,甚至?xí)谢ハ嗝艿臉?biāo)準(zhǔn),舉例而言,現(xiàn)代許多產(chǎn)品趨向所謂輕,薄,短,小,因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上會(huì)縮小PCB,增加零件密度,及使用小型零件,但對(duì)制造而言,PCB縮小,零件密度增加,及小型零件,都可能因此增加零件及產(chǎn)品組裝甚至維修困難,另外大部分的產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可能并不了解,生產(chǎn)線上所謂陰影效應(yīng),墓碑效應(yīng),森林效應(yīng),閘流效應(yīng)等特性,與錫爐焊接與回焊焊接應(yīng)該用不同的焊盤(pán)形式及尺寸,而生產(chǎn)線人員可能也不了解設(shè)計(jì)上所謂COMPONENTSLIBRARY,EMI,VIA孔徑標(biāo)準(zhǔn)等各種設(shè)計(jì)上電氣規(guī)格與需求等.PCB在生產(chǎn)線上過(guò)錫爐后,產(chǎn)生許多空焊,短路等不良焊點(diǎn),需要許多人工做修補(bǔ),其原因可能只是因?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)人員,不了解PCB及零件過(guò)錫爐時(shí)要考慮方向,有些短路可能只要設(shè)計(jì)上稍做調(diào)整,就可徹底解決,另外對(duì)生產(chǎn)線而言,可能并不了解,雖然以制造的標(biāo)準(zhǔn)可能某些零件并須選擇在PCB上某些特定區(qū)域,但是在產(chǎn)品原始設(shè)計(jì)上就已受限于外形或其它因素,而無(wú)法滿足所需,此類問(wèn)題不只發(fā)生在業(yè)界,甚至許多國(guó)外俱有數(shù)10年知名的廠商也同樣存在.,.,5,DFM誕生背景,要追究這些問(wèn)題的原因,實(shí)際上也不能歸咎任何一方,產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造單位平日忙碌于各自專業(yè)范圍內(nèi)的工作,也不一定會(huì)有機(jī)會(huì)能接觸到專業(yè)以外的事務(wù),要改善這些問(wèn)題實(shí)際上并不困難,只要將生產(chǎn)線參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)程提早,從零件選擇,零件LIBRARY的建立,到PCBCOMPONENTPLACEMENT的規(guī)劃初期,就加入生產(chǎn)線相關(guān)工程人員的討論與建議,雖然不一定能完全預(yù)防產(chǎn)品制造問(wèn)題的發(fā)生,但至少對(duì)嚴(yán)重瑕疵可有所防范,加上后續(xù)試產(chǎn)后實(shí)質(zhì)的檢討,后續(xù)即便是設(shè)計(jì)上需要局部修正,也不致“牽一發(fā)而動(dòng)全身”,甚至產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員也可以因生產(chǎn)線設(shè)備或技術(shù)之提升,而能協(xié)助解決許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的困擾,舉例而言,許多零件供應(yīng)廠商所發(fā)出之SMD零件焊盤(pán)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并不一定完全實(shí)用,某些情況下稍作修改后能使PCBLAYOUT更加容易,但必須由生產(chǎn)線提出相關(guān)技術(shù)資料,如在選擇某些BGA零件焊盤(pán)尺寸時(shí),如果能將焊盤(pán)尺寸稍作修改,BGA焊盤(pán)間走線,就可由原先1條增加為2條,而省下PCB空間及LAYOUT困難度,但此舉必須配合生產(chǎn)線機(jī)器及制程控制能力,因此需要生產(chǎn)線提供相關(guān)信息.并討論可行性隨著時(shí)代的進(jìn)步與市場(chǎng)的需求,許多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)勢(shì)必更加小型化,也因此將造成PCB上可使用面積更加擁擠且零件密度更高,PCB的表面可用空間可謂寸土寸金,如筆記本型計(jì)算機(jī)或其它攜帶式產(chǎn)品,產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的困難度將越來(lái)越高,在產(chǎn)品規(guī)劃或設(shè)計(jì)之初,就能先行溝通并提早做好應(yīng)變措施,產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造間積極而有效之溝通并建立一定模式,相信不只有利于設(shè)計(jì)及制造單位,也同時(shí)能改善整體之效益.,.,6,DFM設(shè)計(jì)概念,現(xiàn)狀電子產(chǎn)品研發(fā)工程師，特別是硬件開(kāi)發(fā)人員，普遍存在對(duì)制造工藝技術(shù)的不熟悉，可制造性概念比較模糊。對(duì)PCB布局設(shè)計(jì)，元件選擇，制造工藝流程選擇，熱設(shè)計(jì)，生產(chǎn)測(cè)試手段等方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不具備可生產(chǎn)性或可生產(chǎn)性差，需要多次反復(fù)改板，影響了產(chǎn)品的推出日期，甚至影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性?？芍圃煨栽O(shè)計(jì)概念不論我們從事的是什么產(chǎn)品，不論我們的顧客是內(nèi)部或是外部顧客，他們對(duì)我們的要求都可說(shuō)是一致的。他們的要求都離開(kāi)不了三方面。即優(yōu)良或至少滿意的品質(zhì)、相對(duì)較低的成本（或價(jià)格）、和較短而及時(shí)的交貨期。而身為一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員，對(duì)以上的三個(gè)方面是絕對(duì)有影響和控制能力的。目前新一代的設(shè)計(jì)師，他們的職責(zé)已不是單純的把產(chǎn)品的功能和性能設(shè)計(jì)出來(lái)那么簡(jiǎn)單，而是必須對(duì)以上所提到的三方面負(fù)責(zé)，并做出貢獻(xiàn)。,.,7,DFM設(shè)計(jì)概念,為什么現(xiàn)今的管理對(duì)設(shè)計(jì)師在這方面的表現(xiàn)特別重視呢？主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品壽命的第一站。以效益學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，問(wèn)題越是能夠盡早解決，其成本效益也就越高，問(wèn)題對(duì)公司造成的損失也就越低。在電子生產(chǎn)管理上，曾有學(xué)者做出這樣的預(yù)測(cè)，即在每一個(gè)主要工序上，其后工序的解決成本費(fèi)用為前一道工序的10倍以上。例如設(shè)計(jì)問(wèn)題如果在試制時(shí)才給予更正，其所需費(fèi)用將會(huì)較在設(shè)計(jì)時(shí)解決高出超過(guò)10倍，而如果這設(shè)計(jì)問(wèn)題沒(méi)有在試制時(shí)解決，當(dāng)它流到再下一個(gè)主要工序（批量生產(chǎn)）時(shí)，其解決費(fèi)用就可能高達(dá)100倍以上。此外，對(duì)于設(shè)計(jì)造成的問(wèn)題，即使我們廠內(nèi)擁有最好的設(shè)備和工藝知識(shí)，也未必能夠很完善的解決。所以基于以上的原因，把設(shè)計(jì)工作做好是很重要的管理項(xiàng)目。所謂把設(shè)計(jì)做好，這里指的是包括產(chǎn)品功能、性能、可制造性和質(zhì)量各方面。SMT是一門(mén)復(fù)雜的科技。因此目前的設(shè)計(jì)師也面對(duì)許多方面知識(shí)的壓力。身為一個(gè)SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，必須對(duì)很多方面如元件封裝、散熱處理、組裝能力、工藝原材料、元件和組裝壽命等等數(shù)十種科目具備一定的知識(shí)。許多這方面的問(wèn)題都是以往的插件技術(shù)中不必加以考慮和照顧的，但如今卻成了必備的知識(shí)。所以當(dāng)今的設(shè)計(jì)師，他們應(yīng)該具備的知識(shí)面，已不能像以往處理電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的范圍一樣。而現(xiàn)在談到的DFM技術(shù)，也正是當(dāng)今SMT設(shè)計(jì)師必備的知識(shí)之一。,.,8,DFM設(shè)計(jì)概念,目前在工業(yè)界里，幾乎沒(méi)有人不談品質(zhì)管理的。先進(jìn)管理觀念強(qiáng)調(diào)，品質(zhì)不是制造出來(lái)，而應(yīng)該是設(shè)計(jì)出來(lái)的。這觀念有其重要的地方，是使用戶從以往較被動(dòng)的關(guān)注點(diǎn)（生產(chǎn)線上）移到較主動(dòng)的關(guān)注點(diǎn)（設(shè)計(jì)上）。但說(shuō)法不夠完善。嚴(yán)格和具體來(lái)說(shuō)，品質(zhì)既不是生產(chǎn)來(lái)的，也不是單靠設(shè)計(jì)來(lái)的，而應(yīng)該是配合來(lái)的。好的品質(zhì)是通過(guò)良好的設(shè)計(jì)（配合工藝和生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)），優(yōu)良的工藝調(diào)制，和生產(chǎn)線上的工藝管制而獲得的。而這三者又是需要有良好的品質(zhì)管理理念、知識(shí)、系統(tǒng)和制度來(lái)確保的。要確保產(chǎn)品高而穩(wěn)定的品質(zhì)、高生產(chǎn)效率和低生產(chǎn)成本、以及準(zhǔn)確的交貨時(shí)間，我們的生產(chǎn)線必須要有一套堅(jiān)固工藝（RobustProcess）。而堅(jiān)固工藝是必須通過(guò)設(shè)計(jì)、工藝能力、和設(shè)備性能之間的完好配合才能實(shí)現(xiàn)的。所謂堅(jiān)固工藝，是指其對(duì)外界各種影響它表現(xiàn)的因素的靈敏度很低。也就是說(shuō)，對(duì)這些因素的大變化，其整體效果還是穩(wěn)定不變或只限于合格范圍內(nèi)的變動(dòng)。在我們計(jì)劃引進(jìn)一條生產(chǎn)線時(shí)，我們必須確保此生產(chǎn)線能處理我們所要制造的產(chǎn)品范圍。但當(dāng)我們有了生產(chǎn)線后，我們則應(yīng)該盡力使我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能適用于此生產(chǎn)線上制造。,.,9,DFM設(shè)計(jì)概念,堅(jiān)固的工藝是相對(duì)的，所以一套設(shè)計(jì)規(guī)范也是有其針對(duì)性的。它在某一生產(chǎn)環(huán)境下（設(shè)備、管理、材料、工藝能力、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）也許是堅(jiān)固的，但在另一個(gè)環(huán)境下卻可能變得不堅(jiān)固。因此，設(shè)計(jì)的好與不好，也是有它的特定性。用戶必須了解和牢記這一點(diǎn)。產(chǎn)品壽命，是另一設(shè)計(jì)上應(yīng)該注重的地方。由于產(chǎn)品在服務(wù)期內(nèi)會(huì)受到各種不同的環(huán)境壓力（如熱變化、機(jī)械振動(dòng)等等），產(chǎn)品的設(shè)計(jì)必須確保在這方面能經(jīng)得起使用環(huán)境中會(huì)遇上的各種壓力。另一個(gè)要照顧到的是制造方面，可制造性和壽命有什么關(guān)系？一個(gè)設(shè)計(jì)得非常難組裝的產(chǎn)品，其對(duì)服務(wù)壽命的威脅一般也較大，而制造工藝上的小變化常常也會(huì)縮短其服務(wù)壽命。比如一個(gè)熱處理做得不好的設(shè)計(jì)，其制造過(guò)程中所受到的焊接熱沖擊會(huì)較大，因溫差較大使焊點(diǎn)的可靠性也不容易得到保證。這就影響了此產(chǎn)品的壽命。產(chǎn)品壽命的設(shè)計(jì)考慮，始于對(duì)產(chǎn)品壽命的定義。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮和壽命有關(guān)的一切條件，如壽命期（多少年）和允許的故障率、故障定義、維修保養(yǎng)政策、使用環(huán)境條件、驗(yàn)證方法等等。再?gòu)氖褂铆h(huán)境條件的定義下，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的壽命測(cè)試方法、選擇元件材料、選擇設(shè)計(jì)規(guī)范，并通過(guò)壽命測(cè)試來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工藝等等。,.,10,DFM設(shè)計(jì)概念,影響壽命的因素很多，可分為主因素和次因素兩大類。主因素如元件引腳種類、元件的尺寸大小、元件和基本材料的匹配等等，這些對(duì)壽命的影響較明顯嚴(yán)重。次因素雖然單獨(dú)的影響不是很明顯嚴(yán)重，但幾種次因素的作用加起來(lái)，其整體作用也可以是相當(dāng)可觀的。這方面的例子如焊點(diǎn)的形狀、成品的保護(hù)涂層（conformalcoating）、基板的外形比等等。在影響產(chǎn)品壽命的種種因素之中，熱處理的考慮應(yīng)該算是SMT應(yīng)用中最重要的一部分。因?yàn)樵赟MT應(yīng)用上，許多和壽命有關(guān)的問(wèn)題都是和熱處理有關(guān)。它同時(shí)也是影響可制造性的重要因素，所以在熱問(wèn)題的考慮上，用戶應(yīng)該同時(shí)兼顧到制造工藝上和產(chǎn)品壽命上的問(wèn)題。另外一個(gè)對(duì)熱處理關(guān)注的原因，是絕大多數(shù)使用在電子產(chǎn)品上的材料，他們的性能都會(huì)隨溫度（即關(guān)系到熱處理）而發(fā)生變化的，輕則性能不穩(wěn)定，重則可能失效（暫時(shí)性）或甚至被損壞（永久性）。我們了解到設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)我們的產(chǎn)品壽命（即質(zhì)量）、成本和交貨期都有影響，那我們?cè)摬捎檬裁丛O(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)呢？我們可以發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)市場(chǎng)上有不少類似IPC等機(jī)構(gòu)推薦的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。他們之間都有差別，加上各大電子廠也都有自己本身的一套規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)可謂五花八門(mén)。他們之中那一個(gè)較好呢？為什么大電子廠不采用如IPC這類世界有聲望機(jī)構(gòu)推薦呢？而我們是否可以采用呢？首先我們必須了解和認(rèn)同的一點(diǎn)，是SMT工藝是一門(mén)復(fù)雜的科技學(xué)問(wèn)，在SMT應(yīng)用工作中，常出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題現(xiàn)象是由無(wú)數(shù)因素聯(lián)合形成的這一現(xiàn)象。而有效的解決這些問(wèn)題，有賴于我們對(duì)整體的配合能力。這是所謂的技術(shù)整合。由于因素眾多，也隨時(shí)間在改變，所以要找到兩家完全一樣的工廠的機(jī)會(huì)是很微小的。既然設(shè)計(jì)規(guī)范在優(yōu)化的情況下是必須配合工藝和設(shè)備能力等方面的，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都有其適用范圍，越是要優(yōu)化其適用范圍就越小。所以如果要很好的使用設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題，一套適用于本身的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是必須按本身特有的條件而開(kāi)發(fā)的。,.,11,DFM設(shè)計(jì)概念,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，應(yīng)該將它當(dāng)成是整個(gè)技術(shù)整合的一部分，而不是單獨(dú)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。把整個(gè)技術(shù)合成一起管理，才能真正做到最優(yōu)化的程度，才有可能朝向無(wú)缺陷或零缺陷方向發(fā)展。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期，設(shè)計(jì)小組應(yīng)該將產(chǎn)品的品質(zhì)和壽命要求定下，如果廠內(nèi)開(kāi)發(fā)多種產(chǎn)品，有需要時(shí)可以按他們之間的不同分成幾個(gè)檔次。各檔次都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和工藝、材料規(guī)范來(lái)配合。這些規(guī)范可以是以前開(kāi)發(fā)驗(yàn)證過(guò)的經(jīng)驗(yàn)，也可以是為了應(yīng)付新需求而開(kāi)發(fā)的新規(guī)范。如果是新規(guī)范，設(shè)備方面也必須確保能夠給予配合，或是引進(jìn)新設(shè)備，或是提升改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備。配合設(shè)計(jì)和工藝規(guī)范的設(shè)備再通過(guò)如TPM等的先進(jìn)管理，來(lái)確保其穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)在不斷標(biāo)定的設(shè)備能力工作中使設(shè)計(jì)規(guī)范穩(wěn)定和標(biāo)準(zhǔn)化。在另一方面，材料的規(guī)范化也應(yīng)該推出相應(yīng)的供應(yīng)商選擇和管制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)供應(yīng)商能力的要求和評(píng)估來(lái)確保對(duì)工藝和材料方面的配合。廠內(nèi)的技術(shù)水平，由于直接決定廠內(nèi)的工藝管制能力，也是個(gè)必須注意、檢測(cè)和調(diào)整的方面。由于當(dāng)今設(shè)計(jì)工作范圍和職責(zé)的改變，以及為了應(yīng)付日趨強(qiáng)烈的開(kāi)發(fā)時(shí)間壓力，標(biāo)準(zhǔn)化和資訊管理成了非常重要的管理工作。對(duì)設(shè)計(jì)軟件的要求，也不像以往那樣注重現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)，而是較注重軟件的更改和兼容能力。對(duì)于CAD和PDM等管理軟件和數(shù)據(jù)方面的結(jié)合也開(kāi)始越來(lái)越被重視了。目前產(chǎn)品的更改頻繁，產(chǎn)品的市場(chǎng)壽命較短等現(xiàn)象，使得許多工廠誤入歧途，過(guò)分的注重生產(chǎn)線的靈活性或柔性，而忽略了相等重要的穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)化的推行，可以在這兩者之間獲得一個(gè)很好的平衡。適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化有許多成本、質(zhì)量和效益上的優(yōu)勢(shì)，但太多或不當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化對(duì)柔性和設(shè)計(jì)空間起了限制，所以用戶必須培養(yǎng)能力來(lái)維持這兩者的平衡。,.,12,DFM設(shè)計(jì)概念,總之，設(shè)計(jì)階段決定了一個(gè)產(chǎn)品80%的制造成本，同樣，許多質(zhì)量特性也是在設(shè)計(jì)時(shí)就固定下來(lái)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮制造因素是很重要的，設(shè)計(jì)工作者同加工業(yè)者已愈來(lái)愈重視此問(wèn)題。設(shè)計(jì)者持續(xù)要求專工業(yè)者提供各方面的可製造性設(shè)計(jì)建議，視產(chǎn)品而加以運(yùn)用，以確保自家產(chǎn)品的良率及穩(wěn)健度。所以可說(shuō)，可製造性設(shè)計(jì)方案是專工業(yè)者與設(shè)計(jì)業(yè)者共同為提昇產(chǎn)品良率所發(fā)展出來(lái)的溝通介面。,.,13,DFM的基本理念,1.DFM的誕生設(shè)計(jì)卓越（DFX）的概念是20世紀(jì)90年代中期由美國(guó)表面貼裝理事會(huì)首次提出的，它的目的就是提倡產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)及相關(guān)論題。傳統(tǒng)產(chǎn)品的研制方法通常是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和銷售各個(gè)階段串行完成。由于設(shè)計(jì)階段不可能全面考慮制造要求，加之設(shè)計(jì)人員知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的欠缺，總會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，這就需要設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，再次投入生產(chǎn)。要想得到較滿意的產(chǎn)品就需要多次重復(fù)這一過(guò)程，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期延長(zhǎng)，成本增高。發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛重視的并行工程（CE，即ConcurrentEngineering）已成為制造企業(yè)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，可制造設(shè)計(jì)(DFM，即DesignForManufacture）是并行工程中的主要應(yīng)用工具。并行工程是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造和支持工程）進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式。,.,14,DFM的基本理念,2.DFM基本理念DFM正是基于并行設(shè)計(jì)的思想，在制造產(chǎn)品時(shí)要滿足成本、性能和質(zhì)量的要求，即在產(chǎn)品的概念化設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，就必須考慮到制造生產(chǎn)過(guò)程中的工藝要求、測(cè)試組裝的合理性，同時(shí)還要考慮到售后服務(wù)的要求。DFM不再把設(shè)計(jì)看成為一個(gè)孤立的任務(wù)，它包括成本管理、整個(gè)系統(tǒng)的配合、PCB裸板的測(cè)試、元器件的組裝工藝、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和生產(chǎn)線的制造能力等。利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)工具電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA，即EiectronicDesignAutomation）得到精確的一次性設(shè)計(jì).,.,15,DFM的基本理念,3.DFM文化啟動(dòng)和建立DFM不是一件容易的事，它不僅耗費(fèi)時(shí)間，而且耗費(fèi)精力，但實(shí)踐證明這種付出是值得的。DFM的實(shí)施戰(zhàn)略應(yīng)包括以下部分：DFM必須成為企業(yè)文化的一部分；DFM必須由用戶的需求驅(qū)動(dòng)；DFM必須有集體精神和創(chuàng)造性思維；DFM必須具備可供衡量和判斷的定量目標(biāo)；DFM必須簡(jiǎn)單適用。4.DFM的建立DFM的目標(biāo)是建立和實(shí)施一種便于控制、高度優(yōu)化的工藝。首先要建立一個(gè)DFM小組，由設(shè)計(jì)、制造、工藝、計(jì)劃、質(zhì)量等方面的代表參加，從原始資料著手，優(yōu)化工藝，降低成本，建立EDA數(shù)據(jù)庫(kù)。EDA數(shù)據(jù)庫(kù)主要要考慮以下幾個(gè)因素：縮短開(kāi)發(fā)周期；降低生產(chǎn)成本；提高產(chǎn)品質(zhì)量；利用最新技術(shù)；集成設(shè)計(jì)技術(shù)（利用并行工程）。為了解決上述問(wèn)題，在電路設(shè)計(jì)和物理布線中必須考慮制造工藝后期所出現(xiàn)的問(wèn)題。,.,16,DFM的基本理念,產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中應(yīng)考慮的制約因素有：基本設(shè)計(jì)成本、尺寸、封裝；熱設(shè)計(jì)能量損耗、通風(fēng)冷卻；焊接方法再流焊、波峰焊；信號(hào)完整性定時(shí)、相互干擾、EMC；可測(cè)試性測(cè)試通道、夾具定位；機(jī)械性能封裝、基板材料；元器件焊接、成本、利用率；基板材料、穩(wěn)定性、電氣性能；制造產(chǎn)量、成本、結(jié)尾工作；測(cè)試裸板測(cè)試、MDA（生產(chǎn)檢測(cè)分析器）、界面掃描；組裝生產(chǎn)線的建立、機(jī)器性能、視覺(jué)系統(tǒng)；檢驗(yàn)AOI、文件編制；以SMT為例,編制一份DFM作業(yè)指導(dǎo)書(shū)至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：器件選用標(biāo)準(zhǔn)；PCB尺寸和形狀要求；焊接區(qū)結(jié)構(gòu)、間距尺寸的要求；標(biāo)記和命名規(guī)則；印刷和配方的考慮；插裝和再流的考慮；波峰焊和清洗的考慮；檢測(cè)和返修的考慮；器件排布方向的要求；器件的間隔要求；基準(zhǔn)孔和工裝孔的考慮；PCB板邊緣空間要求；測(cè)試盤(pán)尺寸和空間的要求；基板的排布和切割要求；引線寬度、形狀和間距要求；阻焊膜和絲網(wǎng)印刷的考慮；環(huán)境保護(hù)的考慮；,.,17,DFM的基本理念,5.DFM的實(shí)施（1）基本設(shè)計(jì)使用EDA作出周密的一次性設(shè)計(jì)，把DFM方法列入到EDA中去，使產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)和制造周期中的諸因素有直觀、詳細(xì)的制約；（2）熱設(shè)計(jì)具有精確模擬元件、基板以及系統(tǒng)熱特性的熱仿真EDA軟件能使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就能夠發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)并且可改進(jìn)設(shè)計(jì)去消除熱點(diǎn)；（3）焊接SMT中波峰焊和再流焊的焊盤(pán)設(shè)計(jì)是不一樣的。設(shè)計(jì)師在開(kāi)始階段就應(yīng)該十分清楚運(yùn)用哪種焊接技術(shù)，以便讓CAD軟件包自動(dòng)地根據(jù)元件位置選擇波峰焊或再流焊；（4）信號(hào)的完整性在設(shè)計(jì)的初期，就應(yīng)該利用EDA提供的幫助，進(jìn)行簡(jiǎn)單的單元掃描以檢查信號(hào)的延遲，或者進(jìn)行線路板的模擬運(yùn)行，從而調(diào)整元件的排列；（5）裸板裸板的設(shè)計(jì)制造有一定的限制，包括物理和電氣兩方面的制約，其物理制約包括常用的和最小的線寬以及印制線壽命；電氣制約包括信號(hào)屏蔽、信號(hào)延遲等。這些制約包含在EDA數(shù)據(jù)庫(kù)中，一旦布線完成，設(shè)計(jì)師就應(yīng)該借助EDA系統(tǒng)提高電路性能；,.,18,DFM的基本理念,（6）組裝SMT技術(shù)同傳統(tǒng)的裝配技術(shù)相比，其自動(dòng)化程度更高，因此EDA應(yīng)有SMT組裝數(shù)據(jù)庫(kù)。利用計(jì)算機(jī)模擬生產(chǎn)環(huán)境，生成EDA規(guī)則庫(kù)；（7）測(cè)試EDA數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試部分的參數(shù)應(yīng)包括測(cè)試點(diǎn)的最小焊盤(pán)尺寸、通道測(cè)試、雙面測(cè)試能否實(shí)現(xiàn)以及測(cè)試點(diǎn)陣或最小間隙；（8）基于元件的EDA系統(tǒng)應(yīng)把測(cè)試模型、元件值、間隙和其它測(cè)試儀編程所必須的數(shù)據(jù)都建立到元件庫(kù)中去。6.Internet/Intranet工具由于許多企業(yè)都有Intranet或Internet,我們可以利用Web網(wǎng)站,把DFM作業(yè)指導(dǎo)書(shū)放到Web網(wǎng)站上,通過(guò)安全的方法實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)管理和版本控制。7.DFM評(píng)估系統(tǒng)建立DFM指數(shù)評(píng)估系統(tǒng)，內(nèi)容可包括以下部分：處理步驟（布局、波峰焊等）；材料清單（SMT、通孔、接線等）；器件選擇（細(xì)間距、BGA等）；電路板設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)尺寸或非標(biāo)準(zhǔn)尺寸）。,.,19,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,摘要：SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板可制造性設(shè)計(jì)審核是提高SMT加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、提高電子產(chǎn)品可靠性、降低成本的重要措施。本文敘述了設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板可制造性設(shè)計(jì)審核的內(nèi)容，評(píng)審和審核程序，以及審核方法。SMT是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合的系統(tǒng)工程技術(shù)。涉及到基板、元器件、工藝材料、設(shè)計(jì)技術(shù)、組裝工藝技術(shù)、高度自動(dòng)化的組裝和檢測(cè)設(shè)備等多方面因素。含概了機(jī)、電、氣、光、熱、物理、化學(xué)、物理化學(xué)、新材料、新工藝、計(jì)算機(jī)、新的管理理念和模式等多學(xué)科的綜合技術(shù)。,.,20,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,SMT技術(shù)體系如圖1所示。,.,21,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,SMT技術(shù)體系的核心是SMT設(shè)計(jì)技術(shù)，主要包括總體設(shè)計(jì)、SMT電路（印制電路板）設(shè)計(jì)、基板和元器件設(shè)計(jì)、PCB外協(xié)加工設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、組裝設(shè)計(jì)和檢測(cè)設(shè)計(jì)等。SMT工藝與傳統(tǒng)插裝工藝有很大區(qū)別，對(duì)PCB設(shè)計(jì)有專門(mén)要求。除了滿足電性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、高頻、電磁效應(yīng)等常規(guī)要求外，還要滿足SMT自動(dòng)印刷、自動(dòng)貼裝、自動(dòng)焊接、自動(dòng)檢測(cè)要求。特別要滿足再流焊工藝的再流動(dòng)和自定位效應(yīng)的工藝特點(diǎn)要求。SMT具有全自動(dòng)、高速度、高效益的特點(diǎn)，不同廠家的生產(chǎn)設(shè)備對(duì)PCB的形狀、尺寸、夾持邊、定位孔、基準(zhǔn)標(biāo)志圖形的設(shè)置等有不同的規(guī)定，如果設(shè)計(jì)不正確不僅會(huì)導(dǎo)致組裝質(zhì)量下降，還會(huì)造成貼裝困難、頻繁停機(jī)，影響自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行，影響貼裝效率，增加返修率，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成印制電路板報(bào)廢等質(zhì)量事故。又由于PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題在生產(chǎn)工藝中是很難甚至無(wú)法解決的，如果疏忽了對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制，在批生產(chǎn)中將會(huì)帶來(lái)很多麻煩，會(huì)造成元器件、材料、工時(shí)的浪費(fèi)，甚至?xí)斐芍卮髶p失。因此要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)SMT工藝特點(diǎn)以及SMT生產(chǎn)設(shè)備要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、模樣、正樣、小批試生產(chǎn)和大批生產(chǎn)各階段都必須執(zhí)行設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板可制造性設(shè)計(jì)的審核制度。特別是在批生產(chǎn)前必須嚴(yán)格按照設(shè)備和工藝對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行審核。在給印制電路板加工廠提交CAD設(shè)計(jì)資料前，必須一一確認(rèn)。如果等到印制電路板加工后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)給企業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。,.,22,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,一SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審設(shè)計(jì)評(píng)審是從研究設(shè)計(jì)要求的明確性和完整性出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品的功能任務(wù)、環(huán)境條件進(jìn)行全面分析，對(duì)技術(shù)途徑、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法、使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)的詳細(xì)的審查；對(duì)一切影響性能、可信性、進(jìn)度、費(fèi)用等因素進(jìn)行認(rèn)真研究和鑒別。對(duì)產(chǎn)品從研發(fā)到正式投產(chǎn)之前每個(gè)階段所形成的軟件、硬件圖紙、文件、以及樣機(jī)的功能指標(biāo)、試用效果進(jìn)行審核和評(píng)價(jià)。SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審要結(jié)合SMT工藝和設(shè)備的特點(diǎn)，除了對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)、可靠性、可信性進(jìn)行評(píng)審，還應(yīng)特別注意工藝性和可制造性的評(píng)審。要制定出產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)、成本以及整機(jī)的外形尺寸等總體目標(biāo)。并制定出總體設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、PCB外協(xié)加工、樣機(jī)組裝和正式投產(chǎn)每個(gè)階段的時(shí)間進(jìn)程，每個(gè)階段要作總結(jié)和定期檢查評(píng)估。通過(guò)每個(gè)階段的檢查評(píng)估，不僅能夠更加完善設(shè)計(jì)，還能為按時(shí)完成并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品預(yù)期的功能、性能指標(biāo)、成本等總體目標(biāo)起到監(jiān)督、檢查、落實(shí)和保證作用。設(shè)計(jì)評(píng)審、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、設(shè)計(jì)確認(rèn)三個(gè)階段之間的關(guān)系及每個(gè)階段的作用見(jiàn)圖2和表1。,.,23,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,.,24,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審應(yīng)有設(shè)計(jì)人員、工藝人員、整機(jī)承制單位（生產(chǎn)部門(mén)）、質(zhì)管部門(mén)、計(jì)調(diào)、外協(xié)、經(jīng)營(yíng)部門(mén)、必要時(shí)請(qǐng)非本單位的同行專家參加。在設(shè)計(jì)確認(rèn)階段還應(yīng)邀請(qǐng)部分用戶參加。設(shè)計(jì)評(píng)審程序：a設(shè)計(jì)部門(mén)提出“設(shè)計(jì)評(píng)審報(bào)告”，匯報(bào)研發(fā)工作進(jìn)展情況；b工藝部門(mén)提出“產(chǎn)品工藝小結(jié)報(bào)告”，匯報(bào)工藝實(shí)施情況；c整機(jī)承制單位（生產(chǎn)部門(mén)）匯報(bào)產(chǎn)品在試生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)管理及其它方面出現(xiàn)的問(wèn)題；d外協(xié)和質(zhì)管部門(mén)分別反映有關(guān)試制、技術(shù)、質(zhì)量的情況；e經(jīng)營(yíng)部門(mén)反映維修及用戶反饋信息；f設(shè)計(jì)部門(mén)提出整改意見(jiàn)；g針對(duì)設(shè)計(jì)、試生產(chǎn)和試用中反映的問(wèn)題,進(jìn)行詳細(xì)審核和評(píng)價(jià)，對(duì)存在問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn)；h研發(fā)部門(mén)主管領(lǐng)導(dǎo)聽(tīng)取各方面意見(jiàn)后,對(duì)存在的問(wèn)題提出解決辦法,作出結(jié)論；i設(shè)計(jì)、工藝人員將會(huì)議內(nèi)容進(jìn)行整理、歸納,編寫(xiě)“產(chǎn)品試制階段評(píng)審會(huì)議紀(jì)要”；j主管領(lǐng)導(dǎo)對(duì)“會(huì)議紀(jì)要”簽署意見(jiàn)；如果經(jīng)過(guò)評(píng)審驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)已滿足預(yù)期的功能、性能指標(biāo)、成本等總體目標(biāo)。并具有合理性、可靠性、可生產(chǎn)性和可維護(hù)性即可決策進(jìn)入批量生產(chǎn)。,.,25,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,二.PCB可制造性設(shè)計(jì)審核標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)和需要審核的文件1.1PCB可制造性設(shè)計(jì)審核標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)a本企業(yè)SMT印制電路板可制造性設(shè)計(jì)（DFM）標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范)；b參考IPC、EIA、SMEMA等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)內(nèi)SJ/T等標(biāo)準(zhǔn)；c元器件廠商提供的元器件尺寸和推薦的焊盤(pán)設(shè)計(jì)圖形或元器件實(shí)物。1.2需要審核的文件1.2.1PCB設(shè)計(jì)圖紙資料（硫酸紙圖）頂視圖（主視圖）；底視圖；字符、絲網(wǎng)圖（如果雙面板要提供兩張）；1：1裝配圖（如果雙面板要提供兩張）；打孔圖；內(nèi)1、內(nèi)2等內(nèi)層圖；電原理圖；元件總匯表及元件明細(xì)表（如果雙面貼片要提供兩張明細(xì)表）；,.,26,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,1.2.2PCB設(shè)計(jì)軟盤(pán)資料（CAD設(shè)計(jì)文件，需要用專用軟件打開(kāi)）(a)要求生成光繪文件提交CAD軟盤(pán)。必須包括以下CAD文件：頂視圖（主視圖）底視圖如果多層板，有內(nèi)1、內(nèi)2等。字符、絲網(wǎng)圖（如果雙面板要提供兩個(gè)）阻焊圖（如果雙面板要提供兩個(gè)）打孔圖要提供孔徑，打孔文件要求孔徑歸類。例如有0.4、0.6、0.7、0.8mm的孔，沒(méi)有特殊要求時(shí)，可以將0.7、0.8的孔都?xì)w到0.8mm。數(shù)控層要提供孔的坐標(biāo)。漏板文件（如果雙面貼片要提供兩個(gè)）這是純貼片元器件的焊盤(pán)圖，用來(lái)加工印刷焊膏用的金屬模板。PCB坐標(biāo)文件（如果雙面貼片要提供兩個(gè)）貼裝機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、AOI等設(shè)備的編程用。元件總匯表及元件明細(xì)表（如果雙面貼片要提供兩個(gè)明細(xì)表）其中：交給制板廠，用來(lái)加工印制電路板。交給SMT加工部門(mén)，用來(lái)加工模板和編程。1.2.3對(duì)審核人員的要求審核人員對(duì)SMT工藝、設(shè)備應(yīng)比較了解，對(duì)SMT印制電路板可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范非常熟悉，最好具有一定的SMT實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且一定要具有工藝人員必須具備的認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃刭|(zhì)。這樣才能檢查出不規(guī)范、不合理和不可靠的項(xiàng)目，才能真正達(dá)到通過(guò)審核使SMT印制電路板的設(shè)計(jì)更具有合理性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、繼承性、可生產(chǎn)性和可維護(hù)性的目的。,.,27,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,2審核程序和要求2.1審核程序如果EAD有專人繪圖時(shí)，可按照以下審核程序：EAD繪圖人員自審設(shè)計(jì)審查負(fù)責(zé)人簽字標(biāo)準(zhǔn)化審核出圖工藝審核并寫(xiě)出審核報(bào)告主管工藝師批準(zhǔn)。如果設(shè)計(jì)人員自己繪圖，首先是設(shè)計(jì)人員自審，然后由工藝人員逐項(xiàng)審核，完成審核后要寫(xiě)出審核報(bào)告，提出修改建議，與設(shè)計(jì)人員協(xié)商后進(jìn)行修改，最后必須由主管工藝師批準(zhǔn)。2.2審核要求必須認(rèn)真看完圖再簽字。圖紙有問(wèn)題可以更改。軟盤(pán)必須同時(shí)更改，軟盤(pán)和圖紙必須一致。如果制板回來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，損失大。,.,28,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.PCB可制造性設(shè)計(jì)審核內(nèi)容3.1PCB的尺寸和結(jié)構(gòu)形狀、安裝孔的位置，孔徑的尺寸，電源、接插件、開(kāi)關(guān)、電位器、LED或液晶顯示器等布局，散熱口的位置、尺寸，邊緣尺寸等是否符合要求。3.2PCB組裝形式和工藝設(shè)計(jì)是否合理PCB設(shè)計(jì)時(shí)在滿足整機(jī)電性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及可靠性要求的前提下，還要從降低成本和提高組裝質(zhì)量出發(fā)，應(yīng)該做以下幾方面考慮：a最大限度減少PCB層數(shù)能采用單面板就不用雙面板，能采用雙面板就不用多層板，盡量減少PCB加工成本。b盡量采用再流焊工藝，因?yàn)樵倭骱副炔ǚ搴妇哂幸韵聝?yōu)越性：元器件受到的熱沖擊小。焊料組分一致性好，焊點(diǎn)質(zhì)量好，可靠性高；有自定位效應(yīng)（selfalignment）適合自動(dòng)化生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高；工藝簡(jiǎn)單，修板的工作量極小。從而節(jié)省了人力、電力、材料。c最大限度減少組裝工藝流程,盡量采用免清洗工藝。3.3是否滿足SMT設(shè)備對(duì)PCB設(shè)計(jì)要求aPCB形狀、尺寸是否正確，小尺寸PCB是否考慮了拼板工藝；b夾持邊設(shè)計(jì)是否正確；c定位孔設(shè)計(jì)是否正確；d定位孔及非接地安裝孔是否標(biāo)明非金屬化；e基準(zhǔn)標(biāo)志圖形及設(shè)置位置是否符合規(guī)定，基準(zhǔn)標(biāo)志圖形周圍是否留出11.5mm無(wú)阻焊區(qū)；f是否考慮了環(huán)境保護(hù)要求；,.,29,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.4是否符合SMT工藝對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求a基板材料、元器件及元器件包裝的選用是否符合要求；b焊盤(pán)（形狀、尺寸、間距）是否符合DFM規(guī)范；c引線寬度、形狀、間距、引線與焊盤(pán)的連接是否符合要求；d元器件整體布局、元器件之間最小間距是否符合要求，大器件周圍是否考慮了返修尺寸；e再流焊面元器件排布方向是否符合要求；f波峰焊時(shí)元器件排布方向是否符合要求；g插裝元器件的孔徑、焊盤(pán)設(shè)計(jì)是否符合DFM規(guī)范；h元器件的極性排列方向是否盡量一致；i阻焊膜及絲網(wǎng)圖形是否正確，元件極性與IC第1腳是否標(biāo)出；j軸向元件插裝孔跨距是否合適（或元件成形是否正確）；k徑向元器件插裝孔跨距是否與引腳中心距或元器件成形尺寸一致；l相鄰插裝元件之間距離是否有利于手工插裝操作；mPCB上接插件位置是否有利于布線與插拔；3.5是否滿足檢驗(yàn)、測(cè)試要求a測(cè)試點(diǎn)（孔）焊盤(pán)尺寸及間距設(shè)計(jì)是否正確，是否滿足AOI、在線測(cè)、功能測(cè)要求；b是否考慮了測(cè)試通道、夾具問(wèn)題；3.6是否考慮了散熱、高頻、電磁干擾、防靜電、防振動(dòng)、防潮、防腐蝕等可靠性問(wèn)題。3.7工藝材料的選用是否考慮了既要滿足工藝、質(zhì)量可靠性的要求，又考慮了節(jié)約成本。,.,30,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.8檢查設(shè)計(jì)輸出文件是否完整和正確除滿足印制電路板加工標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的印制電路板設(shè)計(jì)輸出文件外，SMT印制電路板設(shè)計(jì)還需生成以下三個(gè)文件。PCB坐標(biāo)純文本文件此文件的內(nèi)容包括基準(zhǔn)標(biāo)志的位號(hào)，X、Y座標(biāo)和貼片元器件的位號(hào)、X、Y座標(biāo)、T旋轉(zhuǎn)角度以及元器件的封裝形式或型號(hào)規(guī)格說(shuō)明（可省略）。要求以純文本（.TXT）文件或符合ASCII碼的純文本文件形式輸出。此文件可以由PCB的CAD設(shè)計(jì)軟件生成。（CAD設(shè)計(jì)軟件中有一個(gè)生成貼裝機(jī)的CAM文件的功能）例如：元件名稱位號(hào)X軸座標(biāo)Y軸座標(biāo)T旋轉(zhuǎn)角度說(shuō)明2125R103R20X2008Y491180MissingRI11-1/8-10k2125C101C15X3800Y195090MissingCC41-50V-100PSOP16D19X6800Y2650270Missing74FC374SS1MKMK1X200Y2000(PCB基準(zhǔn)標(biāo)志)SS1MKMK2X2200Y18000(PCB基準(zhǔn)標(biāo)志)元器件明細(xì)表位號(hào)型號(hào)規(guī)格封裝類型C1C101（或CC41-50V-100P）0805（或Chip2125）C2C104（或CT41-50V-0.1F）0805（或Chip2125）R1R122（或RI11-1/10W-1.2k）0805（或Chip2125）R2R103（或RI11-1/8-10k）1206（或Chip3216）D174FC374TSOP48D2EPM7128SQC160PQFP160D3TC528257SOJ40narrow（或SOJ40N）D474HC245DSOP20wide（或SOP20W）純貼裝元器件的焊盤(pán)Gerber圖形文件（簡(jiǎn)稱漏板文件，用于加工印刷模板）。,.,31,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.9檢查貼片程序、Mark、元件名命名方法是否正確為了便以貼片、AOI、在線測(cè)等設(shè)備的編程，同時(shí)為了便于文件和數(shù)據(jù)管理，對(duì)貼片程序、Mark、元件名(Code)應(yīng)規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的名命名方法。每個(gè)單位可以有自己的命名方法，下面介紹一種比較直觀，便于操作、編程和管理的命名方法。3.9.1貼片程序名的命名方法貼片程序以產(chǎn)品PCB代號(hào)為文件名。3.9.2Mark名的命名方法1PCBMark以產(chǎn)品代號(hào)為名；2局部Mark以器件名稱為名，當(dāng)局部Mark的形狀尺寸與PCBMark相同時(shí)，可采用與PCBMark相同的名字。,.,32,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.9.3元器件名的命名方法元件名(Code)是編程時(shí)用來(lái)聯(lián)系各種庫(kù)數(shù)據(jù)的編碼。每一種元件都有一個(gè)Code，通過(guò)Code把程序編輯器和庫(kù)聯(lián)系起來(lái)。因此要求在同一個(gè)產(chǎn)品在貼片程序、拾片程序以及元件、圖像等各種庫(kù)中同一種元件的Code必須一致。另外，如果同一條生產(chǎn)線統(tǒng)一元件名，有利于庫(kù)的統(tǒng)計(jì)管理。一般電阻電容舉例：a)2125R100表示元件封裝尺寸為2mm1.25mm，阻值為100?的片式電阻。b)3216R20K表示元件封裝尺寸為3.2mm1.6mm，阻值為20K?的片式電阻。c)2125C100P表示元件封裝尺寸為2mm1.25mm，容值為100Pf的片式電容。d)2125C0.1u表示元件封裝尺寸為2mm1.25mm，容值為0.1uf的片式電容。鉭電容、電位器、電感器、圓柱形元器件a)C47u/16V表示容值47uf耐壓為16V的片式鉭電容。b)W10K表示阻值為10K的片式電位器。c)L82uH表示82uH的片式電感器。d)MELF_4148表示型號(hào)為4148、圓柱形封裝的片式二極管。晶體管（晶體管有三種封裝類型）a)SOT23表示此種封裝類型的三極管。b)SOT89表示此種封裝類型的晶體管。c)SOT143表示此種封裝類型的晶體管。d)SOT23-1其中“-1”表示某種三極管的代號(hào)。,.,33,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,3.10其它3.10.1檢查PCB設(shè)計(jì)使用單位（公制或英制）是否統(tǒng)一。3.10.2檢查不同廠家元器件尺寸公差，特別在高密度窄間距情況下，應(yīng)按元器件的實(shí)際尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.10.3雙面組裝的PCB應(yīng)分別提供A、B面的PCB座標(biāo)文件和漏板文件。3.10.4高密度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用淚滴（橢圓）形焊盤(pán)圖形。3.10.5高可靠性PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)時(shí)焊盤(pán)寬度=1.1元件寬度。3.10.6PCB座標(biāo)文件、元器件明細(xì)表和漏板文件應(yīng)單獨(dú)提供軟盤(pán)，軟盤(pán)上應(yīng)標(biāo)有“SMT”字樣。3.10.7文件的審批、更改按規(guī)定執(zhí)行。3.10.8標(biāo)有“SMT”的軟盤(pán)按批生產(chǎn)發(fā)圖，只發(fā)SMT生產(chǎn)單位。,.,34,SMT產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審和印制電路板DFM審核,四.PCB可制造性設(shè)計(jì)審核方法PCB可制造性設(shè)計(jì)審核可以在CAD設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行，也可以用專用軟件進(jìn)行審核。ECAM軟件就是一種電路設(shè)計(jì)審核的專用軟件，下面簡(jiǎn)單介紹ECAM軟件的功能和操作。5.1CAD設(shè)計(jì)文件需要用專用軟件打開(kāi)Gerber圖形文件；5.2輸入設(shè)計(jì)文件和孔徑文件5.3裝入各Gerber層圖形數(shù)據(jù)5.4進(jìn)入圖形顯示，開(kāi)始逐層打開(kāi)圖形進(jìn)行檢查5.5檢查時(shí)可以看全圖、可以放大、縮小，看圖時(shí)可以平移圖形。5.6有錯(cuò)誤時(shí)可以通過(guò)改變D碼進(jìn)行修改、重繪焊盤(pán)形狀、改變圖形大小和導(dǎo)線粗細(xì)，然后檢查修改效果。還可以增加、刪除、復(fù)制移動(dòng)圖形。5.7可以自定義每層的顏色5.8可以同時(shí)打開(kāi)多層圖形檢查并修改層間對(duì)準(zhǔn)。5.9可以運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果記錄在檢測(cè)結(jié)果報(bào)告中。還可以對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則文件進(jìn)行編輯和修改。6完成審核后要寫(xiě)出審核報(bào)告，指出存在問(wèn)題、提出修改建議，然后與設(shè)計(jì)人員協(xié)商后進(jìn)行修改，最后必須由主管工藝師批準(zhǔn)。審核報(bào)告的格式可根據(jù)本單位的具體情況和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。,.,35,DFT測(cè)試點(diǎn)Layout原則,測(cè)試方面的考慮測(cè)試，雖然本意是用來(lái)確保產(chǎn)品是合格的，但應(yīng)用不當(dāng)卻會(huì)傷害產(chǎn)品的壽命。所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)不得不小心加以考慮。測(cè)試用的探針對(duì)產(chǎn)品不利，但很多時(shí)候我們還是得借用它。尤其是在ICT（在線測(cè)試）上使用的特多。飛針式的測(cè)試，在對(duì)產(chǎn)品的破壞危險(xiǎn)性上較小，但因?yàn)槟壳暗乃俣冗€不理想而常常還是由針床式所替代。在使用針床式治具時(shí)，因?yàn)樘结樀臄?shù)目可能相當(dāng)可觀，而每一探針都需要一定的力度來(lái)確?？煽康碾姎饨佑|性，其總壓力可以是十分大的。如果加上壓力的分布不均等問(wèn)題，是有可能給測(cè)試中的產(chǎn)品造成內(nèi)在的破壞，縮短其服務(wù)壽命。為了減少這方面的破壞，應(yīng)該在設(shè)計(jì)測(cè)試點(diǎn)時(shí)使其均勻的分布在整個(gè)基板面上，采用虛設(shè)測(cè)點(diǎn)，采用正反面平衡測(cè)點(diǎn)或足夠的支撐和下壓柱等等技巧。雖然占用地方，但應(yīng)該盡量采用個(gè)別的測(cè)試點(diǎn)而不是采用元件焊盤(pán)或元件引腳作為測(cè)試點(diǎn)。在密度較大的組裝板上可以考慮使用接通孔兼測(cè)試點(diǎn)的做法以及雙面測(cè)試。測(cè)試點(diǎn)的大小應(yīng)看治具和探針的精度而定，采用壓縮距離較短的探針有利于精度的提升。探測(cè)點(diǎn)可以考慮用方形來(lái)取代一般的圓形，可增加接觸的可靠性。如果精度不是問(wèn)題，也可以考慮用六或八邊形的探測(cè)點(diǎn)，方便辨認(rèn)區(qū)別。由于探測(cè)點(diǎn)都不能有綠油覆蓋，要注意他們對(duì)鄰近焊盤(pán)的影響。探測(cè)點(diǎn)的布置最好是采用標(biāo)準(zhǔn)的柵陣排列（即坐標(biāo)間距跟隨一定的標(biāo)準(zhǔn)），這樣可以方便日后測(cè)點(diǎn)的改變和針床治具的重復(fù)使用或修改。,.,36,DFT測(cè)試點(diǎn)Layout原則,DFT(DesignforTest)測(cè)試點(diǎn)Layout原則今日電子產(chǎn)品愈輕薄短小，PCB之設(shè)計(jì)布線也愈趨復(fù)雜困難。除需兼顧功能性與安全性外，更需可生產(chǎn)(DFM)及可測(cè)試(DFT)。茲就可測(cè)性之需求提供規(guī)則供設(shè)計(jì)布線工程師參考，如能注意之，將可為貴公司省下可觀之治具制作費(fèi)用并增進(jìn)測(cè)試之可靠性與治具之使用壽命?？扇∮弥?guī)則1.雖然有雙面治具，但最好將被測(cè)點(diǎn)放在同一面。2.被測(cè)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)：A.測(cè)墊(Testpad)及上錫之過(guò)孔B.DIP零件腳C.貫穿孔(Via，無(wú)濾油覆蓋)D.裸銅PAD(不建議作測(cè)試點(diǎn))3.兩被測(cè)點(diǎn)或被測(cè)點(diǎn)與預(yù)鉆孔之中心距不得小于0.050“(1.27mm)。以大于0.100”(2.54mm)為佳，其次是0.075“(1.905mm)。4.被測(cè)點(diǎn)應(yīng)離其附近零件(位于同一面者)至少0.100“，如為高于3mm零件，則應(yīng)至少間距0.120”。5.被測(cè)點(diǎn)應(yīng)平均分布于PCB表面，避免局部密度過(guò)高。6.被測(cè)點(diǎn)直徑最好能不小于0.6mm，如在上針板，則最好不小于0.7mm，形狀以正方形較佳(可測(cè)面積較圓形增加21%)小于0.4mm之被測(cè)點(diǎn)需額外加工，以導(dǎo)正目標(biāo)。,.,37,DFT測(cè)試點(diǎn)Layout原則,7.被測(cè)點(diǎn)的Pad及Via不應(yīng)有防焊漆(SolderMask)。避免裸銅測(cè)點(diǎn)，接觸效果差。8.被測(cè)點(diǎn)應(yīng)離板邊或折邊至少0.100。9.PCB厚度至少要0.062(1.35mm)，厚度少于此值之PCB容易板彎，需特殊處理。10.定位孔(ToolingHole)直徑最好為0.125(.3.175mm)。其公差應(yīng)在+0.002/-0.001。其位置應(yīng)在PCB之對(duì)角。所謂三點(diǎn)成一面，至少需要有三個(gè)定位孔。11.被測(cè)點(diǎn)至定位孔位置公差應(yīng)為+/-0.002。12.避免將被測(cè)點(diǎn)置于SMT零件上，非但可測(cè)面積太小，不可靠，而且容易傷害零件、損壞探針。13.避免使用過(guò)長(zhǎng)零件腳(大于3mm)或過(guò)大的孔徑(大于1.5mm)為被測(cè)點(diǎn)，需特殊處理。14.空腳在可允許的范圍內(nèi)，應(yīng)考慮可測(cè)試性，無(wú)測(cè)試點(diǎn)時(shí)，則須拉點(diǎn)。15.定位孔要求1.每一片PCB須有2個(gè)定位孔，且孔內(nèi)不能沾錫。最好有3個(gè)定位孔。2.選擇以對(duì)角線，距離最遠(yuǎn)之2孔為定位孔。16.電解電容需做三針極性測(cè)試的話，要求電容直插到底。17.小電阻可采用四線量測(cè)方式，以提高測(cè)試精度，減少接觸阻抗。該小電阻兩端各下兩支探針，要求兩端各自預(yù)留2個(gè)測(cè)試點(diǎn)。,.,38,附錄1并行工程為什么能提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力,長(zhǎng)期以來(lái)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)大都沿用傳統(tǒng)的順序設(shè)計(jì)方法，遵循“概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)加工制造試驗(yàn)驗(yàn)收、設(shè)計(jì)修改”的大循環(huán)。由于在設(shè)計(jì)的早期不能很好地考慮下游的可制造性、可裝配性、質(zhì)量保證等多種因素，這就不可避免地造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)改動(dòng)量大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，成本高，難以滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。并行工程以CIMS的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)組成多學(xué)科產(chǎn)品開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，利用各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工具（CAx/DFx）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等技術(shù)手段，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段能及早考慮下游的各種因素，達(dá)到縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本的目的。這里，主要的因素有：(1)多學(xué)科產(chǎn)品開(kāi)發(fā)隊(duì)伍傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)隊(duì)伍是按專業(yè)部門(mén)劃分的，各專業(yè)組在物理上相互分隔。由于專業(yè)所限，上游的設(shè)計(jì)過(guò)程往往不能充分考慮下游的需求，而下游對(duì)上游的反饋又必須經(jīng)過(guò)逐級(jí)審批才能實(shí)現(xiàn)，上下游之間的信息交換存在障礙。并行工程圍繞其產(chǎn)品對(duì)象有計(jì)劃地組織多學(xué)科開(kāi)發(fā)小組，其成員由企業(yè)各部門(mén)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的核心人員組成。由于他們非常了解產(chǎn)品生命周期的各個(gè)銜接，因此能并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)的過(guò)程。各小組成員既能獨(dú)立工作，又能互相合作，并在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，完成新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。,.,39,附錄1并行工程為什么能提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力,(2)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程改進(jìn)并行工程把產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各項(xiàng)活動(dòng)作為一個(gè)集成的過(guò)程，從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，對(duì)該集成過(guò)程進(jìn)行管理和控制，并對(duì)已有的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行不斷改進(jìn)。改進(jìn)的目標(biāo)是消除“設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)”的大循環(huán)，利用DFx工具和增加信息預(yù)發(fā)布等手段，使早期設(shè)計(jì)結(jié)果及時(shí)得到評(píng)價(jià)和修正。同時(shí)，引入產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程管理機(jī)制，根據(jù)優(yōu)化的過(guò)程模型，對(duì)具體的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)及所用資源進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和沖突仲裁，消除無(wú)效的等待時(shí)間。(3)采用數(shù)字化產(chǎn)品定義技術(shù)及CAx/DFx工具集CE產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)依靠各種計(jì)算機(jī)輔助工具。工具之間交換的信息必須以計(jì)算機(jī)可識(shí)別的形式表達(dá)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)主模型是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中唯一的數(shù)據(jù)源，用于定義覆蓋產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息模型，各環(huán)節(jié)的信息接口采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換接口進(jìn)行信息交換。數(shù)字化工具定義是指廣義的計(jì)算機(jī)輔助工具集，最典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD(計(jì)算機(jī)輔助工裝系統(tǒng)設(shè)計(jì))、DFA（面向裝配的設(shè)計(jì)）、DFM（面向制造的設(shè)計(jì)）、MPS（加工過(guò)程仿真）等。它們被廣泛用于CE產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在STEP標(biāo)準(zhǔn)的支持下，實(shí)現(xiàn)集成的、并行的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。(4)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各種計(jì)算機(jī)輔助工具，將產(chǎn)生大量的中間數(shù)據(jù)、圖形、文檔或資料。為了保證設(shè)計(jì)前后的數(shù)據(jù)一致性，必須按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置的思想，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、文檔、工作流、版本等進(jìn)行管理，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行全局的管理與控制。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是一種跨平臺(tái)的計(jì)算機(jī)管理工具，它能夠提供一種結(jié)構(gòu)化方法，有效地、有規(guī)則地存取、集成、管理、控制產(chǎn)品數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的使用流程。并行工程采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基本框架，做到使正確的人、在正確的時(shí)間、正確的位置、以正確的方式和正確的權(quán)限來(lái)完成正確的任務(wù)，減少上下游之間信息交換的障礙，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。,.,40,附錄2騰博公司推出-DFM軟件,GerberTool（Gerber檢查系統(tǒng)）是可制造性設(shè)計(jì)DFM(DesignforManufacturability)中，檢查Gerber網(wǎng)絡(luò)正確性的最有效的工具軟件之一，這使得您可以在制造之前發(fā)現(xiàn)Gerber網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，而不是之后?？蓪⒋懂a(chǎn)PCB的Gerber線路數(shù)據(jù)通過(guò)Tebo-GT系統(tǒng)處理，提取網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)與CAD電路設(shè)計(jì)輸出的IPC356/356A數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢查，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)檢查報(bào)告，確保Gerber線路的正確性,杜絕了PCB批量報(bào)廢的巨大風(fēng)險(xiǎn).,.,41,附錄2騰博公司推出-DFM軟件,Tebo-GT功能特色1中文界面，支持Win98/2000/NT/XP系統(tǒng)。能夠方便、快捷的處理大容量、高密度、高層次GERBERFILE。2可輸入各種格式Gerber（Rs274D&Rs274X）和標(biāo)準(zhǔn)IPC356/356A數(shù)據(jù)。3GerberRs-