什么是可制造性設(shè)計(jì)？如何保證電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)？

華秋

什么是可制造性設(shè)計(jì)？

Design for manufacturability，即從從設(shè)計(jì)開(kāi)始考慮產(chǎn)品的可制造性，提高產(chǎn)品的直通率及可靠性，使得產(chǎn)品更易于制造的同時(shí)降低制造成本。

可制造性設(shè)計(jì)是基于并行設(shè)計(jì)的思想，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就綜合考慮制造過(guò)程中的工藝要求、測(cè)試要求和組裝的合理性，通過(guò)設(shè)計(jì)的手段來(lái)把控產(chǎn)品的成本、性能和質(zhì)量。

一般看來(lái)，可制造性設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：PCB板可制造性設(shè)計(jì)、PCBA可裝配設(shè)計(jì)、低制造成本設(shè)計(jì)。

PCB板的可制造性設(shè)計(jì)主要是站在PCB板制造的角度，考慮制造的制程參數(shù)，從而提高制板直通率，降低過(guò)程溝通成本。比如說(shuō)線寬、線距設(shè)計(jì)得是否足夠，能否滿足工廠的真實(shí)要求，孔到線、孔到孔之間的距離是否合規(guī)，這些要點(diǎn)在設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮清楚。

PCBA的可裝配設(shè)計(jì)是站在PCBA裝配加工的角度考慮怎么規(guī)范布局，怎么正確地設(shè)計(jì)PCB封裝，器件的散熱均衡等等問(wèn)題。規(guī)范布局一般是考慮器件和器件之間的距離不能太近，不能發(fā)生空間性的干涉。PCB封裝主要是基于焊接性能的考慮，元器件和PCB的焊盤(pán)需要匹配，以及考慮器件的引腳，它的爬錫余量是否足夠。

低制造成本，同樣也是非常重要的，一個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力如何，很大的因素是取決于它的成本，基于成本，從兩個(gè)方面考慮，第一是選擇制造工藝的時(shí)候，設(shè)計(jì)者需要盡量從優(yōu)從簡(jiǎn)；第二則是需要掌握板廠的報(bào)價(jià)規(guī)律，每個(gè)板廠都有一套自己的報(bào)價(jià)邏輯，或許板廠的報(bào)價(jià)規(guī)則會(huì)有偏差，但是絕大部分都是差不多的。

綜上，不難發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)工程師需要考慮的東西非常多，稍微嚴(yán)格的公司，他們可能會(huì)有幾十道、上百條設(shè)計(jì)規(guī)則，如果不借助工具，全部人為把控，出錯(cuò)的幾率是很高的。然而，當(dāng)前市場(chǎng)上工藝檢查的工具軟件并不多，少數(shù)幾款商業(yè)化的軟件，大多售價(jià)高昂，很多中小企業(yè)都難以承受。

那么，企業(yè)現(xiàn)在一般是怎么做可制造性分析呢？——他們會(huì)有一個(gè)檢查清單，人工對(duì)著檢查清單逐一檢查。然而這樣效率很低，同時(shí)也容易出錯(cuò)。以至于部分公司直接跳過(guò)這一項(xiàng)，不進(jìn)行工藝檢查。

基于此，華秋開(kāi)發(fā)了華秋DFM軟件，一款針對(duì)pcb設(shè)計(jì)做工藝檢查的軟件。華秋DFM是華秋電子自主研發(fā)的PCB可制造性分析軟件，它是一款免費(fèi)的國(guó)產(chǎn)軟件，主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA裝配分析、優(yōu)化方向推薦、價(jià)格交期評(píng)估、供應(yīng)鏈下單、阻抗計(jì)算等工具。

華秋DFM主要能給工程師帶來(lái)以下幾點(diǎn)價(jià)值：

01

規(guī)范設(shè)計(jì)：通過(guò)華秋DFM軟件分析之后，軟件會(huì)出現(xiàn)提示，如果設(shè)計(jì)不規(guī)范，或者有風(fēng)險(xiǎn)，軟件都會(huì)提供合理化的建議。

02

提升品質(zhì)：如果設(shè)計(jì)規(guī)范了，那么品質(zhì)便自然可以提升。

03

減少溝通：是指減少設(shè)計(jì)和生產(chǎn)端的溝通，設(shè)計(jì)規(guī)范以后能夠降低溝通成本。

04

縮短周期：可以提升生產(chǎn)的直通率，能夠縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，也能達(dá)到降低成本的作用，所以華秋DFM可以作為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之間的橋梁，讓制造更簡(jiǎn)單。

近日，華秋DFM推出了新版本，可實(shí)現(xiàn)制造與設(shè)計(jì)過(guò)程同步，模擬選定的PCB產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到組裝的整個(gè)生產(chǎn)流程，華秋DFM使BOM表整理、元器件匹配、裸板分析及組裝分析四個(gè)模塊相互聯(lián)系，共同協(xié)作來(lái)完成一個(gè)完整的DFM分析。

整個(gè)軟件的操作過(guò)程——DFM解析PCB文件、ODB文件或Gerber文件后，導(dǎo)入BOM表再匹配元件庫(kù)，通過(guò)華秋公司創(chuàng)建的元件庫(kù)進(jìn)行器件匹配，最后通過(guò)調(diào)用DFM中的規(guī)則，對(duì)文件進(jìn)行一系列的檢查。整個(gè)過(guò)程相當(dāng)于在設(shè)計(jì)階段融入制造規(guī)則，建立新的PCB設(shè)計(jì)流程，以減少設(shè)計(jì)的變更帶來(lái)的周期延長(zhǎng)，保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率。在制造前期解決或發(fā)現(xiàn)所有可能的質(zhì)量隱患，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

具體來(lái)看，針對(duì)可制造性設(shè)計(jì)所包括的三個(gè)方面，華秋DFM均推出了對(duì)應(yīng)的功能。

PCB裸板分析，軟件內(nèi)有19大項(xiàng)功能，52項(xiàng)細(xì)則檢查規(guī)則，主要涵蓋了鉆孔、線路、阻焊、字符等模塊。三個(gè)比較典型的分析項(xiàng)為開(kāi)短路分析、布線分析、孔線距離分析。

裸板分析

PCBA組裝分析，針對(duì)這一模塊華秋DFM大概有10大項(xiàng)、234細(xì)項(xiàng)的檢查規(guī)則。組裝分析主要包括以下幾個(gè)部分：一是元器件的引腳和焊盤(pán)的校驗(yàn)；二是器件間距分析；三是焊接性能檢查；四是器件焊盤(pán)設(shè)計(jì)分析。

PCBA 可焊性校驗(yàn)

制造成本分析，DFM軟件里分析完后，凡是跟價(jià)格相關(guān)的參數(shù)都會(huì)提示，一些超過(guò)工廠加價(jià)的參數(shù)，軟件也會(huì)提示，并且向客戶建議。此外軟件還有拼板核算利用率的工具，以提高拼板利用率，降低成本。同時(shí)軟件會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算分析資料的價(jià)格和交期，包括PCB和smt的價(jià)格和交期。

SMT報(bào)價(jià)

后續(xù)，【華秋電子】公眾號(hào)將圍繞以上三個(gè)模塊，結(jié)合實(shí)際案例演示華秋DFM的龐大功能，歡迎大家持續(xù)關(guān)注！

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華秋電子致力于為廣大客戶提供高可靠多層板制造服務(wù)，專(zhuān)注于 PCB 研發(fā)、制造，自有環(huán)保資質(zhì)，為客戶提供高可靠性、短交期的打板體驗(yàn)。2018 年，華秋斥資數(shù)億元投資建設(shè)九江 205 畝 PCB 產(chǎn)業(yè)園，形成深圳快板廠、九江量產(chǎn)廠的分工協(xié)作格局，全面實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略布局。其中，深圳 PCB 快板廠產(chǎn)能達(dá) 2 萬(wàn)平方米/月，九江量產(chǎn)廠一期產(chǎn)能 10 萬(wàn)平方米/月，是全球 30 萬(wàn)+客戶首選的 PCB 智造平臺(tái)。