DFM来源于英文缩写Design for manufacture。顾名思义,DFM在新产品开发过程中充分考虑了制造的需要,使产品具有良好的可制造性,在最短的时间内以最低的成本达到最高的可能产量。
在传统的串行产品开发过程中,设计方面总是强调设计过程,注重产品功能的实现,而忽略了产品的可制造性。这就形成了“我们设计,你制造”的“墙对墙设计”。为了纠正样品试制过程中出现的制造问题,需要多次重新设计,每次改进都需要对样机进行重新生产,反复生产,直到设计满足生产要求,造成设计周期长、延误严重。产品上市时间大大增加了研发成本。
DFM技术是DFX的重要组成部分,在电子设计和电子装配制造中得到了广泛的应用。DFM技术的突出作用是:
减少产品设计修改
通常产品在设计阶段很容易修改,在制造和装配阶段很难修改。在产品设计阶段,尽量注重设计修改,使产品的可制造性更好,产品的制造和装配相对顺利。
缩短产品开发周期
与传统的产品开发相比,一次产品验证缩短了开发周期,减少了由于纠正制造问题而产生的重复镜头。
降低产品成本
将设计变更集中在设计修改成本最低的产品设计阶段,简化产品设计,减少制造过程和装配时间,降低产品缺陷率,减少成本浪费。
提高产品质量
通过DFM设计优化,在产品设计阶段对产品进行了细化和优化,具有良好的可制造性和可装配性,减少了后制造过程中的质量问题,提高了产品的质量和可靠性。
DFM技术在电子设计和电子装配制造中的应用主要是通过一定的规范和工艺来实现的,并辅以专门的工具。为了帮助客户优化设计,实现“你设计,我们制造,设计充分考虑制造需求”的双赢模式,欧蓝中国投资了Valor MPP软件,这是一款协助DFM分析的专业工具。软件通过访问零件数据库VPL,分析焊脚与焊盘的匹配情况,确定是否能达到最佳的焊接效果,从而实现精确的装配分析。此外,该软件还内置了数百条规则(ERF)、集成行业规范(IPC-7351、IPC-610-F等)和大型制造企业,对产品设计进行全面分析:包括光板尺寸分析、基准分析、组件间距分析、焊料掩模分析,焊膏层分析,钻孔层分析,测试点分析。此外,软件还验证了BOM与设计的匹配性。软件根据内置规则ERF对相关设计元素进行检查、测量和过滤,减少人为错误和错误的发生。值得一提的是,VPL的应用使得零件和焊盘的匹配检查变得非常容易。
注:VPL包含数千万个制造零件,每个零件都包含3D数据和零件管脚数据。
以下案例所描述的新能源客户的产品设计问题将给未来的生产带来过程风险,最终对产品质量和成本产生不同程度的影响。通过DFM分析,Eolane中国提出了相应的解决方案。
一。焊盘设计问题
使用Valor软件查找后跟圆角值0并报告。在进一步的分析中,发现两个焊盘之间的距离相对较大,因此28%的部件可焊端没有接触到焊盘。考虑到可焊端尺寸公差为+/-0.25mm,PCB焊盘尺寸公差为+/-20%,贴片机精度为+/-0.1mm,回流焊后出现开路。可能性相对较大。一旦出现这种问题,就需要手动修理。如果整个PCBA使用了一定的封装尺寸的器件,并且修复的位置也相应的大,则需要花费大量的时间,最终会影响产品成本。
对于这种设计,有必要从DFM的角度向内扩展焊盘,以尽量减少由各种因素引起的焊接问题。
注:焊踵圆角是焊盘最内侧到零件可焊端的距离。
2。穿孔构件的锡孔设计
锡孔的大小与锡效应有关。一般情况下,厚板、厚铜和接地孔需要相对较大的孔,这样可以使更多的锡通过孔而不因散热而停止爬升。最后,可以形成较好的镀锡高度和足够的填充效果。在DFM分析中,发现板厚为2 mm,铜厚度为2OZ,有些孔很小,孔与元件销之间的距离为0.2 mm,塞孔与大铜表面相连。因此,0.2毫米的孔隙很难满足IPC-610规定的75%上锡高度要求。
在本设计中,建议从DFM角度增加孔径,提高镀锡效果,减少孔内填充不良。