電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

1、濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)系 別： 電氣工程系專 業(yè)： 電子工藝與管理班 級(jí)： 電子工藝與管理1031班學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012.12.25濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書班 級(jí)電子工藝與管理1031班學(xué)生姓名賈靜指導(dǎo)教師江軍設(shè)計(jì)（論文）題目電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容通過(guò)學(xué)習(xí)，熟悉電子產(chǎn)品設(shè)備，熟練掌握電子產(chǎn)品設(shè)備的使用；掌握電子產(chǎn)品的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理；掌握電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)；了解電子產(chǎn)品加工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題和解決方法。主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo)1熟練使用電子產(chǎn)品設(shè)備；2根據(jù)設(shè)計(jì)要求，有效的確定設(shè)計(jì)方案；3解決電子產(chǎn)

2、品加工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題。基本要求1了接ipc標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)內(nèi)容；2掌握smb設(shè)計(jì)及工藝規(guī)范方面的相關(guān)知識(shí)；3掌握電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范；4論文要求有自己獨(dú)到的見(jiàn)解和創(chuàng)新的內(nèi)容；5要求論文有5000字左右。主要參考資料及文獻(xiàn)1實(shí)用表面組裝技術(shù)張文典；2電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)王豫明3ipc標(biāo)準(zhǔn)包括國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及企業(yè)規(guī)范等等；4 pcb設(shè)計(jì)規(guī)范。目 錄目 錄3摘 要4前 言51.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的含義61.1可制造性的含義61.2.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的重要性62.電子產(chǎn)品的發(fā)展形勢(shì)72.1電子產(chǎn)品目前面對(duì)的行業(yè)需求72.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的核心82.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的影響因素8

3、2.4電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容93.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)常見(jiàn)案例積累153.1電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的焊盤設(shè)計(jì)153.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)分析163.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的研究意義17 降低成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力17 優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率18 利于技術(shù)轉(zhuǎn)移，加強(qiáng)公司協(xié)作18 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及測(cè)試的基礎(chǔ)18 適合電子組裝工藝新技術(shù)184.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案18結(jié) 論23致 謝24參考文獻(xiàn)25摘 要改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平得到大幅提升。但電子信息產(chǎn)業(yè)深層次問(wèn)題仍很突出。必須采取有效措施加強(qiáng)技

4、術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻(xiàn)。電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的目的是提倡在前期設(shè)計(jì)中考慮包括電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)以及其他的相關(guān)問(wèn)題。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮產(chǎn)品的功能和性能要求，而且要同時(shí)考慮與產(chǎn)品整個(gè)生命周期各階段相關(guān)的工程因素，對(duì)pcb布局設(shè)計(jì)，元件選擇，制造工藝流程選擇，生產(chǎn)測(cè)試手段?？芍圃煨跃褪且紤]制造的可能性、高效性和經(jīng)濟(jì)性，可制造性的目標(biāo)是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高加工效率?？芍圃煨宰鳛閐fx技術(shù)最核心的內(nèi)容一直是dfx技術(shù)推行中最為重要的方面，也是影響dfx成效的主要因素。關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)、常見(jiàn)

5、案例、解決方法前 言本文介紹了電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的含義，分析了在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用可制造性技術(shù)的背景，對(duì)在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用可制造性技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程、成本、質(zhì)量、加工效率、產(chǎn)品上市的積極作用進(jìn)行了討論，總結(jié)了電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和主要關(guān)注點(diǎn)，最后給出了可制造性設(shè)計(jì)案例，印證了在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)的重要性?？芍圃煨栽O(shè)計(jì)可制造性就是并行工程中的主要應(yīng)用工具之一，并行工程是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)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?？芍圃煨哉腔诓⑿性O(shè)計(jì)的思想，通過(guò)在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，就考慮到制造生產(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

6、服務(wù)的要求，來(lái)保證在產(chǎn)品制造時(shí)滿足成本、性能和質(zhì)量的要求?？芍圃煨圆辉侔言O(shè)計(jì)看成為一個(gè)孤立的任務(wù)，它包括成本管理、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eda和可制造性軟件分析工具具有良好可制造性電子產(chǎn)品。1.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的含義1.1可制造性的含義可制造性設(shè)計(jì)（design for manufacturing，可制造性），它主要是研究產(chǎn)品本身的物理特征與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系，并把它用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，以便將整個(gè)制造系統(tǒng)融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化，使之更規(guī)范，以便降低成本，縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)品可制造性和工作效率。在今天的電子

7、業(yè)，有幾種力量正在推動(dòng)著可制造性設(shè)計(jì)（可制造性）的進(jìn)程，其中最常見(jiàn)的三種為： 新技術(shù)帶來(lái)的零件密度的增加 縮短設(shè)計(jì)周期時(shí)間的需求 外包及海外制造模式的實(shí)行1.2.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的重要性可制造性不是單純的一項(xiàng)技術(shù)，從某種意義上，它更象一種思想，包含在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。引入可制造性設(shè)計(jì)，首先要認(rèn)識(shí)到它的必要性，特別是生產(chǎn)和設(shè)計(jì)部門這兩方面的領(lǐng)導(dǎo)更要確信可制造性的必要。只有這樣，才能使設(shè)計(jì)人員考慮的不只是功能實(shí)現(xiàn)這一首要目標(biāo)，還要兼顧生產(chǎn)制造方面的問(wèn)題。這就是講，不管你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能再完美、再先進(jìn)，但不能順利制造生產(chǎn)或要花費(fèi)巨額制造成本來(lái)生產(chǎn)，這樣就會(huì)造成產(chǎn)品成本上升、銷售困難，失去市場(chǎng)。

8、統(tǒng)一設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門之前的信息，建立有效的溝通機(jī)制。這樣設(shè)計(jì)人員就能在設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮生產(chǎn)過(guò)程，使自己的設(shè)計(jì)利于生產(chǎn)制造。選擇有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的人員參與設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行可制造方面的測(cè)試和評(píng)估，輔助設(shè)計(jì)人員工作。最后，安排合理的時(shí)間給設(shè)計(jì)人員，以及可制造性工程師到生產(chǎn)第一線了解生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)設(shè)備，了解生產(chǎn)中的問(wèn)題。以便更好、更系統(tǒng)地改善自己的設(shè)計(jì)。可制造性結(jié)果意味著設(shè)計(jì)已經(jīng)得到最大程度的優(yōu)化，從而確保產(chǎn)品可以按最高效的方式制作、組裝及測(cè)試消除可能導(dǎo)致額外時(shí)間及成本的多余工藝。一個(gè)全面優(yōu)化的設(shè)計(jì)甚至?xí)紤]到產(chǎn)品的制造良率。電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)施可制造性可以帶來(lái)的好處包括：保證選擇的元器件能夠滿足本

9、公司或外協(xié)廠家組裝工藝的要求，保證設(shè)計(jì)出的pcb滿足pcb供應(yīng)商的制造能力、成品率和效率的要求，保證設(shè)計(jì)出的組裝工藝路線高效、可靠、低成本，降低產(chǎn)品試制中出現(xiàn)的可制造性問(wèn)題數(shù)，pcba的組裝直通率達(dá)到公司的期望水平，保證元器件的布局和pcb的布線滿足可制造性設(shè)計(jì)規(guī)則要求等。通過(guò)這些設(shè)計(jì)規(guī)范要求的實(shí)施使得電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)滿足產(chǎn)品進(jìn)度要求，同時(shí)制造成本低、制造效率高、上市時(shí)間短、改板次數(shù)少，從而提高客戶隊(duì)產(chǎn)品的滿意度。不好的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的制造時(shí)間及更高的成本。針對(duì)無(wú)時(shí)不在的降低成本及縮短產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力，實(shí)施可制造性的最終目標(biāo)是要達(dá)成具成本效益的制造。這將通過(guò)保持高良率（低廢品）及最少的設(shè)計(jì)改版而

10、實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，我們還需要認(rèn)識(shí)到可制造性的應(yīng)用使得工藝能力得到了全面的發(fā)揮，如通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用將設(shè)計(jì)從兩塊pcb集中到一塊pcb上，從而既節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)約了成本。 可制造性的使用不僅僅是回答這個(gè)設(shè)計(jì)可以制造，而更是回答這個(gè)設(shè)計(jì)是否能被高效率地制造并且獲利。由此可見(jiàn)電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的重要性尤為明顯。最重要的是，可制造性必須被看作為貫穿于整個(gè)新產(chǎn)品導(dǎo)入（npi）流程鏈的一種作業(yè)邏輯思考。它不是一種事后產(chǎn)生的想法或是設(shè)計(jì)完成后的額外補(bǔ)充。2.電子產(chǎn)品的發(fā)展形勢(shì)2.1電子產(chǎn)品目前面對(duì)的行業(yè)需求加快提高產(chǎn)品研發(fā)和工業(yè)設(shè)計(jì)能力，積極發(fā)展筆記本電腦、高端服務(wù)器、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等重點(diǎn)產(chǎn)品，構(gòu)

11、建以設(shè)計(jì)為核心、以制造為基礎(chǔ)，關(guān)鍵部件配套能力較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)體系。大力開(kāi)拓個(gè)人計(jì)算機(jī)消費(fèi)市場(chǎng)，積極拓展行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)充分發(fā)揮整機(jī)需求的導(dǎo)向作用，圍繞國(guó)內(nèi)整機(jī)配套調(diào)整元器件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高片式元器件、新型電力電子器件、高頻頻率器件、半導(dǎo)體照明、混合集成電路、新型鋰離子電池、薄膜太陽(yáng)能電池和新型印刷電路板等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)能力，初步形成完整配套、相互支撐的電子元器件產(chǎn)業(yè)體系。加快發(fā)展無(wú)污染、環(huán)保型基礎(chǔ)元器件和關(guān)鍵材料，提高產(chǎn)品性能和可靠性，提高電子元器件和基礎(chǔ)材料的回收利用水平，降低物流和管理成本，進(jìn)一步提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，保持市場(chǎng)份額。要求設(shè)計(jì)更小更輕，同時(shí)又要擁有更多功能的不斷增加的需求為我們帶來(lái)了新

12、的印刷電路板制作技術(shù)，如順序迭構(gòu)，嵌入式被動(dòng)及主動(dòng)零件類的設(shè)計(jì)，以及零件封裝技術(shù)的創(chuàng)新如csp和pop。所有這一切都使pcb設(shè)計(jì)、制作及組裝變得更加復(fù)雜化。 縮短產(chǎn)品上市時(shí)間是一項(xiàng)緊迫的需求。 由于pcb設(shè)計(jì)的反復(fù)可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期平均增加幾個(gè)星期，從而拖延了產(chǎn)品的上市時(shí)間，因此將可制造性問(wèn)題（導(dǎo)致設(shè)計(jì)反復(fù)的重要原因之一）在pcb設(shè)計(jì)時(shí)間盡早消除有絕對(duì)的必要性。 一般人認(rèn)為，可制造性只是簡(jiǎn)單地在pcb 畫圖cad 系統(tǒng)上執(zhí)行一些基本的錯(cuò)誤檢查，來(lái)確定在pcb 制作時(shí)線路不會(huì)短路，或確保在pcb組裝時(shí)零件不會(huì)相互干涉。 2.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的核心電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)核心在于印制電路板pcb

13、a的可制造性，印制電路板的可制造性即是指板級(jí)電路模塊面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)，此技術(shù)旨在開(kāi)展高密度、高精度板級(jí)電路模塊的組裝設(shè)計(jì)、制造系統(tǒng)資源能力與狀態(tài)的約束性分析，最終形成支持開(kāi)發(fā)人員對(duì)電路模塊的可制造性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)性規(guī)范?？芍圃煨栽O(shè)計(jì)的核心是在不影響產(chǎn)品功能的前提下，從產(chǎn)品的初步規(guī)劃到產(chǎn)品的投入生產(chǎn)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行參與，使之標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，讓設(shè)計(jì)利于生產(chǎn)及使用。減少整個(gè)產(chǎn)品的制造成本（特別是元器件和加工工藝方面）。減化工藝流程，選擇高通過(guò)率的工藝，標(biāo)準(zhǔn)元器件，選擇減少模具及工具的復(fù)雜性及其成本。2.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的影響因素制造（或生產(chǎn)）需要被劃分為幾個(gè)主要部份，各個(gè)部份具有顯著且獨(dú)立

14、的內(nèi)容，分別稱為pcb制作、組裝及測(cè)試。 pcb 制作包含與印刷電路板裸板生產(chǎn)的所有相關(guān)步驟（包含確保良品的測(cè)試和驗(yàn)證）。 組裝是把所需的零件置放到裸板上的一個(gè)過(guò)程，它也可能包括系統(tǒng)組裝（例如將pcb組裝到一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)而成為一個(gè)完整的產(chǎn)品）。 測(cè)試包含ict測(cè)試（確保正確的零件置放，包括正確的零件方向、零件值和正確的運(yùn)行）以及功能測(cè)試（驗(yàn)證整塊板的運(yùn)行功能-它是否能實(shí)現(xiàn)所有的設(shè)計(jì)功能？）。測(cè)試內(nèi)容也包含目檢及維修/返修方面的問(wèn)題。以上每個(gè)部份都有其特別的需求，必須考慮每個(gè)方面才能確保好的可制造性結(jié)果 。只用可制造性 檢查pcb是否可以制作出來(lái)，但接下來(lái)卻不能自動(dòng)組裝顯然是不行的特別是當(dāng)你需要生產(chǎn)

15、成千上萬(wàn)的板子時(shí)。 如果僅僅是確保設(shè)計(jì)不在制造時(shí)出錯(cuò)，則漏掉了一個(gè)在制造時(shí)對(duì)時(shí)間及成本產(chǎn)生重大影響的主要因素。除了按照規(guī)格或規(guī)則（物件大小，間距，間隔等）檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容以外，也需要看看將設(shè)計(jì)制造出來(lái)所需要的工藝類型及數(shù)量。 例如，如果設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)只使用了一個(gè)插裝組件，他卻在制造鏈中立即自動(dòng)引入了一個(gè)或更多個(gè)額外工藝（例如自動(dòng)插件及波峰焊）- 這顯然會(huì)對(duì)每塊板的成本造成重大影響，通過(guò)使用同等功能的貼片組件代替則可以避免這樣的問(wèn)題發(fā)生。同樣，在設(shè)計(jì)中選用一個(gè)不能自動(dòng)插裝的異形零件將可能需要一個(gè)額外的手工組裝工站，而這種情形則可以通過(guò)小心選用零件得到避免。在pcb制作部分，從雙面板到多層板，從貫

16、孔到盲孔的設(shè)計(jì)，都會(huì)導(dǎo)致工藝的增加以及更多出錯(cuò)的潛在因素，然而這些本是可以通過(guò)可制造性分析得到避免的。2.4電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)涉及主要研究?jī)?nèi)容如下。 (1)基于公司產(chǎn)品特點(diǎn)的電子元器件的選擇技術(shù)、新型封裝元器件的焊盤圖形設(shè)計(jì)技術(shù)； 不同電子產(chǎn)品采用的元器件封裝類型有很大的差別，比如便攜類電子產(chǎn)品，如手機(jī)、pda、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等，采用的元器件一定是微型化的表面貼裝器件，因?yàn)檫@樣封裝的器件有助于產(chǎn)品的微型化和便攜性，而對(duì)于電源類產(chǎn)品，由于受表貼器件功率太小的限制，一般使用較多的插裝類大功率器件，因此不同產(chǎn)品在制定器件選擇的原則時(shí)會(huì)有較大的不同。這些器件的不同

17、選擇準(zhǔn)則在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段非常重要，它會(huì)影響到產(chǎn)品工藝路線的設(shè)計(jì)和制造效率。比如，對(duì)于便攜式產(chǎn)品98%以上的器件都是smd器件，如果設(shè)計(jì)人員沒(méi)有可制造性概念，選擇了2%的tht器件，這樣就會(huì)給后續(xù)的工藝路線設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的不便，如何為2%的tht器件設(shè)計(jì)加工路線將會(huì)成為一大困擾，如果在器件選擇階段避免了這個(gè)問(wèn)題，后續(xù)的工藝路線設(shè)計(jì)就非常簡(jiǎn)單和高效。 (2)pcb幾何尺寸設(shè)計(jì)、自動(dòng)化生產(chǎn)所需的傳送邊、定位孔、定位符號(hào)設(shè)計(jì)。 盡管印制電路板種類繁多，制造工藝不盡相同，但是體現(xiàn)在產(chǎn)品可制造性上主要反映在以下設(shè)計(jì)要素上：印制電路的外形尺寸和精度，受設(shè)備加工尺寸和精度要求限制，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮最大和最小加工尺

18、寸，尺寸精度和工藝邊的設(shè)計(jì)。在考慮印制電路板電氣性能的前提下，要考慮多層印制板最多層數(shù)的限制，中間介質(zhì)層和板的總厚度要求，比如層數(shù)增加而總厚度又有限制，這時(shí)對(duì)pcb的可制造性就會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。 (3)pcb加工能力設(shè)計(jì)，如最小線寬、最小線間距、最小過(guò)孔孔徑、最小厚徑比設(shè)計(jì) (4)組裝工藝輔助材料的選用技術(shù) 組裝工藝的輔助材料也是可制造性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，比如采用無(wú)鉛焊接后，相應(yīng)的助焊劑就需要更換為與無(wú)鉛焊料相兼容的；又比如，對(duì)于散熱器與ic器件之間的導(dǎo)熱材料選擇時(shí)必須考慮和分析器件的功率大小和散熱需求。 (5)印制電路板工藝路線設(shè)計(jì) 工藝路線是整個(gè)電路板組裝的加工流程，工藝路線決定了pcba的加工效

19、率成本和元器件的選擇，常見(jiàn)的組裝工藝路線有以下幾種： 圖1 電子組裝常見(jiàn)工藝路線對(duì)于不同的工藝路線，在選擇器件時(shí)就要考慮，如果pcba設(shè)計(jì)為雙面smt工藝，這時(shí)就要保證所有的元件都是smd器件，并且在pcb布局時(shí)要考慮到那些較重的ic器件不布局到第一次加工面（b面），因?yàn)閷?duì)于雙面smt工藝來(lái)說(shuō)，加工t面時(shí)，b面的器件會(huì)再次經(jīng)受一次回流過(guò)程，太重的器件可能會(huì)在焊膏融化時(shí)出現(xiàn)掉件問(wèn)題。同樣對(duì)于正面是smt工藝，而背面是波峰焊工藝的單板，必須考慮到有些器件是不能用波峰焊來(lái)焊接的，比如細(xì)間距的sop和qfp器件，bga器件，即使對(duì)于間距較大的sop器件，在布局設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮到波峰焊特點(diǎn)，對(duì)器件的布局方

20、向做要求，使用的焊盤要考慮到波峰焊的特點(diǎn)，使用偷錫焊盤設(shè)計(jì)，以避免在波峰焊過(guò)程中器件引腳間連錫缺陷的發(fā)生。 圖2 不能進(jìn)行波峰焊接的ic器件：bga和qfn圖3 考慮波峰焊工藝的sop偷錫焊盤設(shè)計(jì)及布局要求圖4 考慮波峰焊工藝的qfp偷錫焊盤設(shè)計(jì)及布局要求(6)印制電路板印刷鋼網(wǎng)設(shè)計(jì) 鋼網(wǎng)是進(jìn)行smt焊料印刷必須的工具，鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)主要包括根據(jù)pcb和元器件的特點(diǎn)來(lái)選擇鋼網(wǎng)的加工類型，比如對(duì)于有細(xì)間距ic器件的pcb，其組裝時(shí)對(duì)印刷精度有較高的要求，這時(shí)就需要選擇鋼網(wǎng)開(kāi)口精度準(zhǔn)確的加工方式，比如激光切割加電拋光，或電鑄鋼網(wǎng)。而對(duì)于沒(méi)有細(xì)間距器件的pcb組裝來(lái)說(shuō)，加工時(shí)選擇普通激光切割的鋼網(wǎng)就可以了

21、。對(duì)于那些比較復(fù)雜的pcb，往往在pcb上有細(xì)間距的ic器件，同時(shí)也會(huì)有些器件對(duì)焊膏的需求量很大，細(xì)間距ic器件要求的錫膏量較少，所以鋼網(wǎng)的厚度要求薄，比如0.12mm厚，而要求錫膏量多的器件需要厚的鋼網(wǎng)才能保證焊接的可靠，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)矛盾，怎么辦？因?yàn)橹挥幸粡堜摼W(wǎng)，這種情況階梯形鋼網(wǎng)就是一個(gè)很好的選擇，階梯鋼網(wǎng)是在鋼網(wǎng)的不同位置有不同的厚度，厚的地方可以是0.15mm，而薄的地方可以是0.12mm，這樣通過(guò)使用階梯鋼網(wǎng)就滿足了不同器件對(duì)錫膏量的不同要求。 (7)組裝設(shè)備資源能力分析技術(shù) 可制造性有兩層含義，一層含義是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到制造能力的限制，保證設(shè)計(jì)滿足制造能力的要求，另一層含義是

22、在規(guī)劃一條生產(chǎn)線時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)備的配置，對(duì)組裝設(shè)備的資源進(jìn)行規(guī)劃和分析。比如對(duì)于手機(jī)產(chǎn)品的制造來(lái)說(shuō)，由于手機(jī)電路板大量使用0402以下的chip器件，這樣的小器件的檢測(cè)必須配備aoi設(shè)備。 (8)印制電路板的可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范 印制電路板的可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范作為指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)的綱領(lǐng)性文件是必不可少的，應(yīng)根據(jù)公司產(chǎn)品特點(diǎn)、質(zhì)量要求和加工能力制定本公司的可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范。可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)對(duì)pcb設(shè)計(jì)的主要方面進(jìn)行明確而具體的要求，用來(lái)指導(dǎo)公司pcb的工藝設(shè)計(jì)。 (9)印制電路板的可制造性設(shè)計(jì)流程與平臺(tái) 可制造性流程與工藝平臺(tái)是進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)的保證，可制造性設(shè)計(jì)不僅是一個(gè)技術(shù)

23、工作，還是一個(gè)管理工作，因?yàn)榭芍圃煨缘墓ぷ鲗?shí)現(xiàn)必須有流程的保證和平臺(tái)的支撐，只有流程建立了，節(jié)點(diǎn)定義了，人員責(zé)任明確了，可制造性的工作才能落實(shí)；同樣這些工作的技術(shù)支撐就是平臺(tái)，比如可制造性軟件分析平臺(tái)，如valor軟件工具，可以對(duì)pcb的可制造性進(jìn)行詳細(xì)的分析，將公司的設(shè)計(jì)規(guī)范加入valor規(guī)則中，它就可以自動(dòng)對(duì)pcb進(jìn)行可制造性分析。 3.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)常見(jiàn)案例積累3.1電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的焊盤設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō)，在電子產(chǎn)品中價(jià)格最昂貴的元件是印制電路板pcb，沒(méi)有推行可制造性設(shè)計(jì)的公司在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段很少分析pcb制造成本的影響，比如拼版方式的不同就會(huì)對(duì)pcb的制造成本產(chǎn)生較大影響，下

24、圖8和圖9所示就是考慮可制造性要求進(jìn)行拼版優(yōu)化和未進(jìn)行拼版優(yōu)化時(shí)pcb利用率的巨大差異。通過(guò)拼版優(yōu)化pcb板材的利用率可以從58%提高到83%。 圖8 原始設(shè)計(jì)的pcb布局 圖9 拼版優(yōu)化后的pcb布局 圖10(a)所示為焊盤設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到波峰焊接過(guò)程的特點(diǎn)，即器件焊盤設(shè)計(jì)太短，導(dǎo)致波峰焊焊接時(shí)由于器件遮擋錫波的陰影效應(yīng)作用，使得左側(cè)焊盤漏焊；而圖10(b)則通過(guò)焊盤加長(zhǎng)就解決了此問(wèn)題。 這是一個(gè)典型的dfm問(wèn)題。圖10 焊盤設(shè)計(jì)太短在波峰焊陰影效應(yīng)作用下出現(xiàn)漏焊缺陷及改正焊盤長(zhǎng)度后問(wèn)題得以解決3.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)分析有兩種層級(jí)的可制造性測(cè)試分析，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于總結(jié)評(píng)審。一方面評(píng)價(jià)產(chǎn)品

25、設(shè)計(jì)的可制造性可靠程度，另一方面可以將非可制造性設(shè)計(jì)的生產(chǎn)制造與進(jìn)行過(guò)可制造性 設(shè)計(jì)的生產(chǎn)制造進(jìn)行模擬比較。從生產(chǎn)質(zhì)量、效率、成本等方面分析，得出做可制造性的成本節(jié)約量，這個(gè)對(duì)在制訂年度生產(chǎn)目標(biāo)及資金預(yù)算上起到參考資料的作用，另一方面也可以增強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)者實(shí)施可制造性的決心。進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)的結(jié)果，會(huì)對(duì)生產(chǎn)組裝影響多大，起到了什么樣的作用。這就要通過(guò)可制造性測(cè)試來(lái)進(jìn)行證實(shí)?？芍圃煨詼y(cè)試是由設(shè)計(jì)測(cè)試人員使用與公司生產(chǎn)模式相似的生產(chǎn)工藝來(lái)建立設(shè)計(jì)的樣品，這有時(shí)可能需要生產(chǎn)人員的幫助，測(cè)試必須迅速準(zhǔn)確并做出測(cè)試報(bào)告，這樣可以使設(shè)計(jì)者馬上更正所測(cè)試出來(lái)的任何問(wèn)題，加快設(shè)計(jì)周期。第一種包含比較簡(jiǎn)單或一般性的測(cè)

26、試（如那些對(duì)所有制造商都適用而不受制造商工藝能力影響的測(cè)試）。這一類別包括簡(jiǎn)單的零件形狀尺寸及間距檢查，使用二維置件形狀檢查零件布局等。雖然這些因素可以在一定程度上防止制造出錯(cuò)（假設(shè)適當(dāng)?shù)囊?guī)則已被預(yù)先設(shè)定），但它們傾向于提供的是最壞情況 的結(jié)果，而沒(méi)有在如何更好的利用現(xiàn)有技術(shù)和工藝能力方面給予設(shè)計(jì)者足夠的幫助。 第二種層級(jí)的可制造性分析要求對(duì)用到的工藝進(jìn)行詳細(xì)而準(zhǔn)確的模型化如對(duì)實(shí)際零件形狀及置件設(shè)備能力的考慮（可處理的零件類型、拾取頭/夾爪的幾何形狀、插件順序）。 然而，為取得好的第二層級(jí)的分析結(jié)果，需要依據(jù)特定制造商的生產(chǎn)能力來(lái)進(jìn)行工藝模擬需要根據(jù)選定制造商的工藝能力來(lái)進(jìn)行pcb板制作檢查；

27、組裝檢查需要知道可供使用的組裝設(shè)備包括哪些以及其設(shè)置。對(duì)測(cè)試、檢查及返修的設(shè)備能力也必須有更清楚的理解。要做到所有這些并不容易，特別是對(duì)那些并非在本廠制造的公司而言，因?yàn)橐獜耐饷娴暮贤圃焐蹋╟em）那里獲得這種詳細(xì)的工藝資料是不容易的。另外，只參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容并不能做到通盤考慮。對(duì)組裝設(shè)備的設(shè)置（將零件分配到料倉(cāng)），組裝產(chǎn)線上設(shè)備的順序，平衡產(chǎn)線以達(dá)到優(yōu)化的產(chǎn)出等等都是需要考慮的因素，這時(shí)必須用到軟件。盡管有些人可能認(rèn)為這些屬于生產(chǎn)規(guī)劃，然而在好的可制造性流程中這些都是必要的，它證明了如零件選擇等一些任務(wù)的重要性，以及具備詳細(xì)的對(duì)組裝流程設(shè)置的知識(shí)如何能幫助設(shè)計(jì)者朝著設(shè)計(jì)出可以高效率制造的產(chǎn)

28、品設(shè)計(jì)方向邁進(jìn)。 由于規(guī)則的數(shù)量及復(fù)雜度，要想使pcb cad 工具能處理全部規(guī)則是不可能的，不管是以自動(dòng)還是交互式的方法；特別是如果我們考慮散熱、信號(hào)完整性、電磁效應(yīng)等等的檢查。因此必須同時(shí)運(yùn)用專業(yè)的分析工具來(lái)找出潛在的問(wèn)題，針對(duì)如何解決問(wèn)題提出建議并允許用戶對(duì)每一個(gè)規(guī)則沖突的相對(duì)影響進(jìn)行調(diào)整和取舍。3.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的研究意義 降低成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力低成本、高產(chǎn)出是所有公司永恒的追求目標(biāo)。通過(guò)實(shí)施可制造性規(guī)范，可有效地利用公司資源，低成本、高質(zhì)量、高效率地制造出產(chǎn)品。如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不符合公司生產(chǎn)特點(diǎn)，可制造性差，即就要花費(fèi)更多的人力、物力、財(cái)力才能達(dá)到目的。同時(shí)還要付出延緩交貨，

29、甚者失去市場(chǎng)的沉重代價(jià)。 優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率可制造性把設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到信息互遞的目的，使設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)準(zhǔn)備能協(xié)調(diào)起來(lái)、。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，減少生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備的重復(fù)投入。 利于技術(shù)轉(zhuǎn)移，加強(qiáng)公司協(xié)作現(xiàn)在很多企業(yè)受生產(chǎn)規(guī)模的限制，大量的工作需外加工來(lái)進(jìn)行，通過(guò)實(shí)施可制造性，可以使加工單位與需加工單位之間制造技術(shù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)移，快速地組織生產(chǎn)?？芍圃煨栽O(shè)計(jì)的通用性，可以使企業(yè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全球化生產(chǎn)。 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及測(cè)試的基礎(chǔ)沒(méi)有適當(dāng)?shù)目芍圃煨砸?guī)范來(lái)控制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期，甚至在大批量生產(chǎn)階段才發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的組裝問(wèn)題，

30、此時(shí)想通過(guò)設(shè)計(jì)更改來(lái)修正，無(wú)疑會(huì)增加開(kāi)發(fā)成本并延長(zhǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)周期。所以新品開(kāi)發(fā)除了要注重功能第一之外，可制造性也是很重要的。 適合電子組裝工藝新技術(shù)現(xiàn)在，電子組裝工藝新技術(shù)的發(fā)展日趨復(fù)雜，為了搶占市場(chǎng)，降低成本，開(kāi)發(fā)一定要使用最新最快的組裝工藝技術(shù)，通過(guò)可制造性規(guī)范化，才能跟上其發(fā)展的腳步。4.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案一、在設(shè)計(jì)多層次板時(shí)，內(nèi)層孔到導(dǎo)體的間距設(shè)計(jì)太小，不能滿足生產(chǎn)廠家的制程能力。 后果： 造成內(nèi)層短路。 原因： 1、設(shè)計(jì)時(shí)未考慮各項(xiàng)補(bǔ)償因素。 2、設(shè)計(jì)測(cè)量時(shí)以線路的中心來(lái)測(cè)量 解決方案： 1、在設(shè)計(jì)內(nèi)層孔到導(dǎo)體的間距時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮孔徑補(bǔ)償對(duì)間距的影響，一般孔徑補(bǔ)償大

31、小為0.1mm，單邊增加了2mil. 2、測(cè)量間距時(shí)應(yīng)以線路的邊到孔邊來(lái)測(cè)量。 二、孔焊盤設(shè)計(jì)不夠大，布線時(shí)沒(méi)有考慮安全間距設(shè)置過(guò)小及螺絲孔到線或到銅皮的距離。 后果： 制造商在工程處理文件時(shí)無(wú)法修改，需要重新修改文件，降低了文件處理速度，也容易造成開(kāi)短路現(xiàn)象。解決方案： 1、設(shè)計(jì)文件時(shí)器件孔內(nèi)徑比外徑最小大20mil，過(guò)孔內(nèi)徑比外徑最小大8mil。2、設(shè)計(jì)時(shí)考慮螺絲孔到線或到銅皮的距離保證12mil以上，布線時(shí)可以在螺絲孔對(duì)應(yīng)的地方的keet out層畫個(gè)比孔大12mil以上的圓圈以防布線。 三、電地短路：電地短路對(duì)印制板來(lái)說(shuō)是一個(gè)很嚴(yán)重的缺陷。原因： 1、自定義的器件庫(kù)smt鉆孔未刪除。2

32、、定位孔隔離環(huán)設(shè)計(jì)不夠大。 3、設(shè)計(jì)更改后未重新對(duì)電地進(jìn)行處理（內(nèi)層以負(fù)片的形式設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)無(wú)法檢查）。4、高頻板手工加過(guò)孔時(shí)未對(duì)照其它層。 解決方法：1、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)自定義同類型的元件進(jìn)行確認(rèn)，將貼片的孔設(shè)計(jì)為0； 2、設(shè)計(jì)時(shí)控制定位孔的隔離環(huán)寬度在15mil以上；3、更改了外層的孔位一定要對(duì)內(nèi)層重新鋪銅； 4、高頻板在加邊緣過(guò)孔時(shí)過(guò)孔設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)屬性，如不側(cè)設(shè)計(jì)屬性的， 一定要打開(kāi)其它層進(jìn)行對(duì)照。四、內(nèi)層開(kāi)路：內(nèi)層開(kāi)路是一個(gè)無(wú)法補(bǔ)救的缺陷。 原因：1、內(nèi)層孤島，主要在內(nèi)層以負(fù)片設(shè)計(jì)時(shí)，隔離盤太大，隔離盤圍住了散熱盤，使之與外無(wú)法連接。 2、隔離線設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)散熱焊盤的孔，造成孔內(nèi)無(wú)銅3、隔離區(qū)過(guò)小，中

33、間有隔離盤造成開(kāi)路 4、內(nèi)層線路離板邊太近，疊邊時(shí)造成開(kāi)路。解決方法： 1、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)過(guò)孔的放置時(shí)考慮位置的合理性。2、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)隔離線的設(shè)計(jì)避開(kāi)散熱盤。 3、將隔離區(qū)放大，保證網(wǎng)絡(luò)連接8mil以上。4、設(shè)計(jì)時(shí)不要將線條、孔、梅花焊盤太近板邊，內(nèi)層設(shè)計(jì)0.5mm以外，外層0.3-0.4mm以外。 五、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)一些修改后殘留下來(lái)的斷線未進(jìn)行去除。后果： 影響后端制造商在工程制作對(duì)pcb的通斷判定，造成進(jìn)度延誤。解決方案： 1、設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免斷線頭的產(chǎn)生。 2、對(duì)一些特意保留的斷線頭進(jìn)行書面的說(shuō)明。 六、鋪銅設(shè)計(jì)時(shí)，文件大面積鋪銅時(shí)使用的線條d碼太小，還有將銅面鋪成網(wǎng)格狀時(shí)，將網(wǎng)格間距設(shè)計(jì)過(guò)小。后果：

34、 造成數(shù)據(jù)量大，操作速度緩慢，增加生產(chǎn)難度與影響產(chǎn)品外觀。解決方案： 1、鋪銅時(shí)盡量選用8-10mil的線來(lái)鋪及避免重復(fù)鋪銅。2、鋪網(wǎng)格時(shí)將網(wǎng)格間距最小設(shè)成8*8mil，即8mil的線，8mil的間距。 3、盡量不要用填充塊來(lái)鋪銅。七、槽孔漏制作與孔屬性制作錯(cuò)誤 原因： 1、設(shè)計(jì)孔層時(shí)，未對(duì)相對(duì)應(yīng)的孔給予屬性定義，特別是安裝孔的設(shè)置。 2、槽孔的設(shè)計(jì)未設(shè)計(jì)在孔層上面或分孔圖上，而設(shè)計(jì)在keepout層。3、槽孔的標(biāo)識(shí)與指示放置在無(wú)用層上。 解決方案：1、孔設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)相應(yīng)的孔給予屬性定義，特別是安裝孔與槽孔。 2、槽孔的設(shè)計(jì)防止放在keepout層。3、對(duì)需標(biāo)注的槽孔指示，盡量放置在分孔圖層，指

35、示清晰。 （特別注意proter與powerpcb在槽孔設(shè)計(jì)的特殊性。）八、機(jī)械加工問(wèn)題：板外型、槽、非金屬化孔的形狀、尺寸錯(cuò)誤。 原因：1、禁止布線層（keep out) 與機(jī)械層的混用（mechanical layers)。2、圖形尺寸與標(biāo)注不一致。3、v_cut存在拐彎設(shè)計(jì)。 4、公差標(biāo)注不合理。解決方法： 1、按功能正確使用層； 不要將proter與powerpcb層設(shè)計(jì)定義混合。2、圖形尺寸與標(biāo)注保持一致，提供正確的機(jī)械加工圖紙。 3、v_cut時(shí)保證v_cut線為水平直線。4、公差標(biāo)注對(duì)超出常規(guī)要求的，應(yīng)盡量單獨(dú)指示。 5、對(duì)特殊外形要求的訂單，盡量以書面的方式說(shuō)明。九、非金屬化孔制作要求不明確，在鉆孔刀具表要求做npth孔，但實(shí)際文件中又有電氣連接，要求pth孔，但在機(jī)械加工層相對(duì)應(yīng)位置又畫出圈圈，難以判斷應(yīng)以哪個(gè)為準(zhǔn)。 原因：1、設(shè)計(jì)方面的特殊要求 2、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)供應(yīng)商的判定標(biāo)準(zhǔn)不清晰。解決方法： 1、在鉆孔刀具表正確標(biāo)注