電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目： 電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計</p><p>　　系 別： 電氣工程系</p><p>　　專 業(yè)： 電子工藝與管理</p><p>　　班 級： 電子工藝與管理1031班</p><p><

2、;b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　完成日期： 2012.12.25</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&

3、gt;　　目 錄3</b></p><p><b>　　摘 要4</b></p><p><b>　　前 言5</b></p><p>　　1.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的含義6</p><p>　　1.1可制造性的含義6</p><p>　　1.2.電

4、子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的重要性6</p><p>　　2.電子產(chǎn)品的發(fā)展形勢7</p><p>　　2.1電子產(chǎn)品目前面對的行業(yè)需求7</p><p>　　2.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的核心8</p><p>　　2.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的影響因素8</p><p>　　2.4電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的主要內(nèi)容9&

5、lt;/p><p>　　3.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計常見案例積累15</p><p>　　3.1電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的焊盤設(shè)計15</p><p>　　3.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計分析16</p><p>　　3.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的研究意義17</p><p>　　? 降低成本、提高產(chǎn)品競爭力17</p&g

6、t;<p>　　? 優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率18</p><p>　　? 利于技術(shù)轉(zhuǎn)移，加強公司協(xié)作18</p><p>　　? 新產(chǎn)品開發(fā)及測試的基礎(chǔ)18</p><p>　　? 適合電子組裝工藝新技術(shù)18</p><p>　　4.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的常見問題及解決方案18</p><p>

7、;<b>　　結(jié) 論23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　改革開放以來，我國電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展

8、，特別是進入21世紀以來，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)深層次問題仍很突出。必須采取有效措施加強技術(shù)創(chuàng)新，促進電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻。</p><p>　　電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的目的是提倡在前期設(shè)計中考慮包括電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計以及其他的相關(guān)問題。產(chǎn)品開發(fā)過程和系統(tǒng)的設(shè)計時不但要考慮產(chǎn)品的功能和性能要求，而且要同時考慮與產(chǎn)品整個生命周期各階段相關(guān)的工程因素

9、，對PCB布局設(shè)計，元件選擇，制造工藝流程選擇，生產(chǎn)測試手段?？芍圃煨跃褪且紤]制造的可能性、高效性和經(jīng)濟性，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)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高加工效率?？芍圃煨宰鳛镈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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計、常見案例、解決方法</p><p><

10、b>　　前 言</b></p><p>　　本文介紹了電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的含義，分析了在電子產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用可制造性技術(shù)的背景，對在電子產(chǎn)品開發(fā)過程中采用可制造性技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計進程、成本、質(zhì)量、加工效率、產(chǎn)品上市的積極作用進行了討論，總結(jié)了電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的主要內(nèi)容和主要關(guān)注點，最后給出了可制造性設(shè)計案例，印證了在電子產(chǎn)品開發(fā)中進行可制造性設(shè)計的重要性。</p><p&

11、gt;　　可制造性設(shè)計可制造性就是并行工程中的主要應(yīng)用工具之一，并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化的工作模式。可制造性正是基于并行設(shè)計的思想，通過在產(chǎn)品的概念設(shè)計和詳細設(shè)計階段，就考慮到制造生產(chǎn)過程中的工藝要求、測試組裝的合理性，同時還要考慮到售后服務(wù)的要求，來保證在產(chǎn)品制造時滿足成本、性能和質(zhì)量的要求?？芍圃煨圆辉侔言O(shè)計看成為一個孤立的任務(wù)，它包括成本管理、系統(tǒng)的配合、PCB裸板的測試、元器件的組裝工藝、產(chǎn)品

12、質(zhì)量檢驗和生產(chǎn)線的制造能力等。利用現(xiàn)代化設(shè)計工具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。</p><p>　　1.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的含義</p><p>　　1.1可制造性的含義</p><p>　　可制造性設(shè)計（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)

13、品設(shè)計中，以便將整個制造系統(tǒng)融合在一起進行總體優(yōu)化，使之更規(guī)范，以便降低成本，縮短生產(chǎn)時間，提高產(chǎn)品可制造性和工作效率。</p><p>　　在今天的電子業(yè)，有幾種力量正在推動著可制造性設(shè)計（可制造性）的進程，其中最常見的三種為：</p><p>　　新技術(shù)帶來的零件密度的增加</p><p>　　縮短設(shè)計周期時間的需求</p><p>　　

14、外包及海外制造模式的實行</p><p>　　1.2.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的重要性</p><p>　　可制造性不是單純的一項技術(shù)，從某種意義上，它更象一種思想，包含在產(chǎn)品實現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)中。引入可制造性設(shè)計，首先要認識到它的必要性，特別是生產(chǎn)和設(shè)計部門這兩方面的領(lǐng)導(dǎo)更要確信可制造性的必要。只有這樣，才能使設(shè)計人員考慮的不只是功能實現(xiàn)這一首要目標(biāo)，還要兼顧生產(chǎn)制造方面的問題。這就是講，不管你

15、設(shè)計的產(chǎn)品功能再完美、再先進，但不能順利制造生產(chǎn)或要花費巨額制造成本來生產(chǎn)，這樣就會造成產(chǎn)品成本上升、銷售困難，失去市場。</p><p>　　統(tǒng)一設(shè)計部門和生產(chǎn)部門之前的信息，建立有效的溝通機制。這樣設(shè)計人員就能在設(shè)計的同時考慮生產(chǎn)過程，使自己的設(shè)計利于生產(chǎn)制造。</p><p>　　選擇有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗的人員參與設(shè)計，對設(shè)計成果進行可制造方面的測試和評估，輔助設(shè)計人員工作。最后，安排合理

16、的時間給設(shè)計人員，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)中的問題。以便更好、更系統(tǒng)地改善自己的設(shè)計。</p><p>　　可制造性結(jié)果意味著設(shè)計已經(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、組裝及測試消除可能導(dǎo)致額外時間及成本的多余工藝。一個全面優(yōu)化的設(shè)計甚至?xí)紤]到產(chǎn)品的制造良率。電子產(chǎn)品開發(fā)實施可制造性可以帶來的好處包括：保證選擇的元器件能夠滿足本公司或外協(xié)廠家組裝工

17、藝的要求，保證設(shè)計出的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)的可制造性問題數(shù)，PCBA的組裝直通率達到公司的期望水平，保證元器件的布局和PCB的布線滿足可制造性設(shè)計規(guī)則要求等。通過這些設(shè)計規(guī)范要求的實施使得電子產(chǎn)品開發(fā)滿足產(chǎn)品進度要求，同時制造成本低、制造效率高、上市時間短、改板次數(shù)少，從而提高客戶隊產(chǎn)品的滿意度。</p><p>　　

18、不好的設(shè)計會導(dǎo)致更長的制造時間及更高的成本。針對無時不在的降低成本及縮短產(chǎn)品上市時間的壓力，實施可制造性的最終目標(biāo)是要達成具成本效益的制造。這將通過保持高良率（低廢品）及最少的設(shè)計改版而實現(xiàn)。同時，我們還需要認識到可制造性的應(yīng)用使得工藝能力得到了全面的發(fā)揮，如通過新技術(shù)的應(yīng)用將設(shè)計從兩塊PCB集中到一塊PCB上，從而既節(jié)省了時間，又節(jié)約了成本。 </p><p>　　可制造性的使用不僅僅是回答這個設(shè)計可以制造，而

19、更是回答這個設(shè)計是否能被高效率地制造并且獲利。由此可見電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的重要性尤為明顯。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)計完成后的額外補充。</p><p>　　2.電子產(chǎn)品的發(fā)展形勢</p><p>　　2.1電子產(chǎn)品目前面對的行業(yè)需求</p><p>　　加快提高產(chǎn)品研發(fā)和

20、工業(yè)設(shè)計能力，積極發(fā)展筆記本電腦、高端服務(wù)器、大容量存儲設(shè)備、工業(yè)控制計算機等重點產(chǎn)品，構(gòu)建以設(shè)計為核心、以制造為基礎(chǔ)，關(guān)鍵部件配套能力較強的計算機產(chǎn)業(yè)體系。大力開拓個人計算機消費市場，積極拓展行業(yè)應(yīng)用市場</p><p>　　充分發(fā)揮整機需求的導(dǎo)向作用，圍繞國內(nèi)整機配套調(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、薄膜太陽能電池和新型印刷電路板等產(chǎn)

21、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，進一步提高產(chǎn)品競爭力，保持市場份額。</p><p>　　要求設(shè)計更小更輕，同時又要擁有更多功能的不斷增加的需求為我們帶來了新的印刷電路板制作技術(shù)，如順序迭構(gòu)，嵌入式被動及主動零件類的設(shè)計，以及零件封裝技術(shù)的創(chuàng)新如CSP和P

22、OP。所有這一切都使PCB設(shè)計、制作及組裝變得更加復(fù)雜化。 </p><p>　　縮短產(chǎn)品上市時間是一項緊迫的需求。 由于PCB設(shè)計的反復(fù)可能導(dǎo)致設(shè)計周期平均增加幾個星期，從而拖延了產(chǎn)品的上市時間，因此將可制造性問題（導(dǎo)致設(shè)計反復(fù)的重要原因之一）在PCB設(shè)計時間盡早消除有絕對的必要性。 一般人認為，可制造性只是簡單地在PCB 畫圖CAD 系統(tǒng)上執(zhí)行一些基本的錯誤檢查，來確定在PCB 制作時線路不會短路，或確保在P

23、CB組裝時零件不會相互干涉。 </p><p>　　2.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的核心</p><p>　　電子產(chǎn)品的可制造性設(shè)計核心在于印制電路板PCBA的可制造性，印制電路板的可制造性即是指板級電路模塊面向制造的設(shè)計技術(shù)，此技術(shù)旨在開展高密度、高精度板級電路模塊的組裝設(shè)計、制造系統(tǒng)資源能力與狀態(tài)的約束性分析，最終形成支持開發(fā)人員對電路模塊的可制造性設(shè)計標(biāo)準及指導(dǎo)性規(guī)范。</p>

24、;<p>　　可制造性設(shè)計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)的整個設(shè)計過程進行參與，使之標(biāo)準化、簡單化，讓設(shè)計利于生產(chǎn)及使用。減少整個產(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，選擇高通過率的工藝，標(biāo)準元器件，選擇減少模具及工具的復(fù)雜性及其成本。</p><p>　　2.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的影響因素</p><p>　　制造

25、（或生產(chǎn)）需要被劃分為幾個主要部份，各個部份具有顯著且獨立的內(nèi)容，分別稱為PCB制作、組裝及測試。 PCB 制作包含與印刷電路板裸板生產(chǎn)的所有相關(guān)步驟（包含確保良品的測試和驗證）。 組裝是把所需的零件置放到裸板上的一個過程，它也可能包括系統(tǒng)組裝（例如將PCB組裝到一個系統(tǒng)內(nèi)而成為一個完整的產(chǎn)品）。 測試包含ICT測試（確保正確的零件置放，包括正確的零件方向、零件值和正確的運行）以及功能測試（驗證整塊板的運行功能--它是否能實現(xiàn)所有的設(shè)計

26、功能？）。測試內(nèi)容也包含目檢及維修/返修方面的問題。</p><p>　　以上每個部份都有其特別的需求，必須考慮每個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，但接下來卻不能自動組裝顯然是不行的特別是當(dāng)你需要生產(chǎn)成千上萬的板子時。 </p><p>　　如果僅僅是確保設(shè)計不在制造時出錯，則漏掉了一個在制造時對時間及成本產(chǎn)生重大影響的主要因素。除了按照規(guī)格或規(guī)則

27、（物件大小，間距，間隔等）檢查設(shè)計數(shù)據(jù)內(nèi)容以外，也需要看看將設(shè)計制造出來所需要的工藝類型及數(shù)量。 例如，如果設(shè)計者在設(shè)計時只使用了一個插裝組件，他卻在制造鏈中立即自動引入了一個或更多個額外工藝（例如自動插件及波峰焊）- 這顯然會對每塊板的成本造成重大影響，通過使用同等功能的貼片組件代替則可以避免這樣的問題發(fā)生。同樣，在設(shè)計中選用一個不能自動插裝的異形零件將可能需要一個額外的手工組裝工站，而這種情形則可以通過小心選用零件得到避免。在PCB

28、制作部分，從雙面板到多層板，從貫孔到盲孔的設(shè)計，都會導(dǎo)致工藝的增加以及更多出錯的潛在因素，然而這些本是可以通過可制造性分析得到避免的。</p><p>　　2.4電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的主要內(nèi)容</p><p>　　電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計涉及主要研究內(nèi)容如下。 (1)基于公司產(chǎn)品特點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

29、，比如便攜類電子產(chǎn)品，如手機、PDA、筆記本電腦、數(shù)碼相機等，采用的元器件一定是微型化的表面貼裝器件，因為這樣封裝的器件有助于產(chǎn)品的微型化和便攜性，而對于電源類產(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會有較大的不同。這些器件的不同選擇準則在產(chǎn)品概念設(shè)計階段非常重要，它會影響到產(chǎn)品工藝路線的設(shè)計和制造效率。比如，對于便攜式產(chǎn)品98%以上的器件都是SMD器件，如果設(shè)計人員沒有可制

30、造性概念，選擇了2%的THT器件，這樣就會給后續(xù)的工藝路線設(shè)計帶來極大的不便，如何為2%的THT器件設(shè)計加工路線將會成為一大困擾，如果在器件選擇階段避免了這個問題，后續(xù)的工藝路線設(shè)計就非常簡單和高效。 (2)PCB幾何尺寸設(shè)計、自動化生產(chǎn)所需的傳送邊、定位孔、定位符號設(shè)計。 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)計要素上：印制電</p><p>　　圖1 電子組

31、裝常見工藝路線</p><p>　　對于不同的工藝路線，在選擇器件時就要考慮，如果PCBA設(shè)計為雙面SMT工藝，這時就要保證所有的元件都是SMD器件，并且在PCB布局時要考慮到那些較重的IC器件不布局到第一次加工面（B面），因為對于雙面SMT工藝來說，加工T面時，B面的器件會再次經(jīng)受一次回流過程，太重的器件可能會在焊膏融化時出現(xiàn)掉件問題。同樣對于正面是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

32、用波峰焊來焊接的，比如細間距的SOP和QFP器件，BGA器件，即使對于間距較大的SOP器件，在布局設(shè)計時也要考慮到波峰焊特點，對器件的布局方向做要求，使用的焊盤要考慮到波峰焊的特點，使用偷錫焊盤設(shè)計，以避免在波峰焊過程中器件引腳間連錫缺陷的發(fā)生。 </p><p>　　圖2 不能進行波峰焊接的IC器件：BGA和QFN</p><p>　　圖3 考慮波峰焊工藝的SOP偷錫焊盤設(shè)計及布局要求&

33、lt;/p><p>　　圖4 考慮波峰焊工藝的QFP偷錫焊盤設(shè)計及布局要求</p><p>　　(6)印制電路板印刷鋼網(wǎng)設(shè)計 鋼網(wǎng)是進行SMT焊料印刷必須的工具，鋼網(wǎng)設(shè)計主要包括根據(jù)PCB和元器件的特點來選擇鋼網(wǎng)的加工類型，比如對于有細間距IC器件的PCB，其組裝時對印刷精度有較高的要求，這時就需要選擇鋼網(wǎng)開口精度準確的加工方式，比如激光切割加電拋光，或電鑄鋼網(wǎng)。而對于沒有細間距器件的PC

34、B組裝來說，加工時選擇普通激光切割的鋼網(wǎng)就可以了。對于那些比較復(fù)雜的PCB，往往在PCB上有細間距的IC器件，同時也會有些器件對焊膏的需求量很大，細間距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，這時就會出現(xiàn)矛盾，怎么辦？因為只有一張鋼網(wǎng)，這種情況階梯形鋼網(wǎng)就是一個很好的選擇，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

35、.12mm，這樣通過使用階梯鋼網(wǎng)就滿足了不同器件對錫膏量的不同要求。 </p><p>　　(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)計時要考慮到制造能力的限制，保證設(shè)計滿足制造能力的要求，另一層含義是在規(guī)劃一條生產(chǎn)線時，要根據(jù)產(chǎn)品的特點來進行設(shè)備的配置，對組裝設(shè)備的資源進行規(guī)劃和分析。比如對于手機產(chǎn)品的制造來說，由于手機電路板大量使用0402以下的CHIP器件，這樣的小器件的檢測

36、必須配備AOI設(shè)備。 (8)印制電路板的可制造性設(shè)計規(guī)范 印制電路板的可制造性設(shè)計規(guī)范作為指導(dǎo)產(chǎn)品進行可制造性設(shè)計的綱領(lǐng)性文件是必不可少的，應(yīng)根據(jù)公司產(chǎn)品特點、質(zhì)量要求和加工能力制定本公司的可制造性設(shè)計規(guī)范?？芍圃煨栽O(shè)計規(guī)范應(yīng)對PCB設(shè)計的主要方面進行明確而具體的要求，用來指導(dǎo)公司PCB的工藝設(shè)計。 (9)印制電路板的可制造性設(shè)計流程與平臺 可制造性流程與工藝平臺是進行可制造性設(shè)計的保證，可制造性設(shè)計不僅是一個技術(shù)工作，

37、還是一個管理工作，因為可制造性的工作實現(xiàn)必須有流程的保證和平臺的支撐，只有流程建立了，節(jié)點定義了，人員責(zé)任明確了，可制造性的工作才能落實；同樣這些工作的技術(shù)支撐就是平臺，比如可制造性軟件分析平臺，如VALOR軟件工具，可以對PCB的可制</p><p>　　3.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計常見案例積累</p><p>　　3.1電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的焊盤設(shè)計</p><p>

38、;　　一般來說，在電子產(chǎn)品中價格最昂貴的元件是印制電路板PCB，沒有推行可制造性設(shè)計的公司在產(chǎn)品概念設(shè)計階段很少分析PCB制造成本的影響，比如拼版方式的不同就會對PCB的制造成本產(chǎn)生較大影響，下圖8和圖9所示就是考慮可制造性要求進行拼版優(yōu)化和未進行拼版優(yōu)化時PCB利用率的巨大差異。通過拼版優(yōu)化PCB板材的利用率可以從58%提高到83%。 </p><p>　　圖8 原始設(shè)計的PCB布局</p>&l

39、t;p>　　圖9 拼版優(yōu)化后的PCB布局</p><p>　　圖10(a)所示為焊盤設(shè)計時沒有考慮到波峰焊接過程的特點，即器件焊盤設(shè)計太短，導(dǎo)致波峰焊焊接時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)則通過焊盤加長就解決了此問題。</p><p>　　這是一個典型的DFM問題。</p><p>　　圖10 焊盤設(shè)計太短在波峰焊陰影效應(yīng)作用下

40、出現(xiàn)漏焊缺陷及改正焊盤長度后問題得以解決</p><p>　　3.2電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計分析</p><p>　　有兩種層級的可制造性測試分析，這個過程相當(dāng)于總結(jié)評審。一方面評價產(chǎn)品設(shè)計的可制造性可靠程度，另一方面可以將非可制造性設(shè)計的生產(chǎn)制造與進行過可制造性 設(shè)計的生產(chǎn)制造進行模擬比較。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，這個對在制訂年度生產(chǎn)目標(biāo)及資金預(yù)算上起到

41、參考資料的作用，另一方面也可以增強領(lǐng)導(dǎo)者實施可制造性的決心。</p><p>　　進行可制造性設(shè)計的結(jié)果，會對生產(chǎn)組裝影響多大，起到了什么樣的作用。這就要通過可制造性測試來進行證實?？芍圃煨詼y試是由設(shè)計測試人員使用與公司生產(chǎn)模式相似的生產(chǎn)工藝來建立設(shè)計的樣品，這有時可能需要生產(chǎn)人員的幫助，測試必須迅速準確并做出測試報告，這樣可以使設(shè)計者馬上更正所測試出來的任何問題，加快設(shè)計周期。</p><p

42、>　　第一種包含比較簡單或一般性的測試（如那些對所有制造商都適用而不受制造商工藝能力影響的測試）。這一類別包括簡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（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)計者足夠的幫助。 第二種層級的可制造性分析要求對用到的工藝進行詳細而準確的模型化如對實際零件形狀及置

43、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的分析結(jié)果，需要依據(jù)特定制造商的生產(chǎn)能力來進行工藝模擬需要根據(jù)選定制造商的工藝能力來進行PCB板制作檢查；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。對測試、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，特別是對那些并非在本廠制造的公司而言，因為要從外面的合同制造商（CEM）那里獲得這種詳細的工藝資料是不容易

44、的。另外，只參考設(shè)計數(shù)據(jù)內(nèi)容并不能做到通盤考慮。對組裝設(shè)備的設(shè)置（將零件分配到料倉），組裝產(chǎn)線上設(shè)備的順序，平衡產(chǎn)線以達到優(yōu)化的產(chǎn)出</p><p>　　3.3電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的研究意義</p><p>　　降低成本、提高產(chǎn)品競爭力</p><p>　　低成本、高產(chǎn)出是所有公司永恒的追求目標(biāo)。通過實施可制造性規(guī)范，可有效地利用公司資源，低成本、高質(zhì)量、高效率地制

45、造出產(chǎn)品。如果產(chǎn)品的設(shè)計不符合公司生產(chǎn)特點，可制造性差，即就要花費更多的人力、物力、財力才能達到目的。同時還要付出延緩交貨，甚者失去市場的沉重代價。 </p><p>　　優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率</p><p>　　可制造性把設(shè)計部門和生產(chǎn)部門有機地聯(lián)系起來，達到信息互遞的目的，使設(shè)計開發(fā)與生產(chǎn)準備能協(xié)調(diào)起來、。統(tǒng)一標(biāo)準，易實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。同時也可以實現(xiàn)生產(chǎn)測試設(shè)備的標(biāo)準化，

46、減少生產(chǎn)測試設(shè)備的重復(fù)投入。 </p><p>　　利于技術(shù)轉(zhuǎn)移，加強公司協(xié)作</p><p>　　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進行，通過實施可制造性，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)計的通用性，可以使企業(yè)產(chǎn)品實現(xiàn)全球化生產(chǎn)。 </p><p>　　新產(chǎn)品開發(fā)及測試的基礎(chǔ)</p><

47、p>　　沒有適當(dāng)?shù)目芍圃煨砸?guī)范來控制產(chǎn)品的設(shè)計，在產(chǎn)品開發(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題，此時想通過設(shè)計更改來修正，無疑會增加開發(fā)成本并延長產(chǎn)品生產(chǎn)周期。所以新品開發(fā)除了要注重功能第一之外，可制造性也是很重要的。 </p><p>　　適合電子組裝工藝新技術(shù)</p><p>　　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，降低成本，開發(fā)一定要使用最新

48、最快的組裝工藝技術(shù)，通過可制造性規(guī)范化，才能跟上其發(fā)展的腳步。</p><p>　　4.電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的常見問題及解決方案</p><p>　　一、在設(shè)計多層次板時，內(nèi)層孔到導(dǎo)體的間距設(shè)計太小，不能滿足生產(chǎn)廠家的制程能力。 </p><p><b>　　后果： </b></p><p><b>　　造成內(nèi)

49、層短路。 </b></p><p><b>　　原因： </b></p><p>　　1、設(shè)計時未考慮各項補償因素。 </p><p>　　2、設(shè)計測量時以線路的中心來測量 </p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　1、在設(shè)計內(nèi)層孔到

50、導(dǎo)體的間距時，應(yīng)當(dāng)考慮孔徑補償對間距的影響，一般孔徑補償大小為0.1MM，單邊增加了2MIL. </p><p>　　2、測量間距時應(yīng)以線路的邊到孔邊來測量。 </p><p>　　二、孔焊盤設(shè)計不夠大，布線時沒有考慮安全間距設(shè)置過小及螺絲孔到線或到銅皮的距離。 </p><p><b>　　后果： </b></p><p&

51、gt;　　制造商在工程處理文件時無法修改，需要重新修改文件，降低了文件處理速度，也容易造成開短路現(xiàn)象。</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　1、設(shè)計文件時器件孔內(nèi)徑比外徑最小大20MIL，過孔內(nèi)徑比外徑最小大8MIL。</p><p>　　2、設(shè)計時考慮螺絲孔到線或到銅皮的距離保證12MIL以上，布線時可以在螺

52、絲孔對應(yīng)的地方的KEET OUT層畫個比孔大12MIL以上的圓圈以防布線。 </p><p>　　三、電地短路：電地短路對印制板來說是一個很嚴重的缺陷。</p><p><b>　　原因： </b></p><p>　　1、自定義的器件庫SMT鉆孔未刪除。</p><p>　　2、定位孔隔離環(huán)設(shè)計不夠大。 </p&

53、gt;<p>　　3、設(shè)計更改后未重新對電地進行處理（內(nèi)層以負片的形式設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)無法檢查）。</p><p>　　4、高頻板手工加過孔時未對照其它層。 </p><p><b>　　解決方法：</b></p><p>　　1、設(shè)計時對自定義同類型的元件進行確認，將貼片的孔設(shè)計為0； </p><p>　　2

54、、設(shè)計時控制定位孔的隔離環(huán)寬度在15MIL以上；</p><p>　　3、更改了外層的孔位一定要對內(nèi)層重新鋪銅； </p><p>　　4、高頻板在加邊緣過孔時過孔設(shè)計網(wǎng)絡(luò)屬性，如不側(cè)設(shè)計屬性的， 一定要打開其它層進行對照。</p><p>　　四、內(nèi)層開路：內(nèi)層開路是一個無法補救的缺陷。 </p><p><b>　　原因：<

55、;/b></p><p>　　1、內(nèi)層孤島，主要在內(nèi)層以負片設(shè)計時，隔離盤太大，隔離盤圍住了散熱盤，使之與外無法連接。 </p><p>　　2、隔離線設(shè)計時經(jīng)過散熱焊盤的孔，造成孔內(nèi)無銅</p><p>　　3、隔離區(qū)過小，中間有隔離盤造成開路 </p><p>　　4、內(nèi)層線路離板邊太近，疊邊時造成開路。</p>&l

56、t;p><b>　　解決方法： </b></p><p>　　1、設(shè)計時對過孔的放置時考慮位置的合理性。</p><p>　　2、設(shè)計時對隔離線的設(shè)計避開散熱盤。 </p><p>　　3、將隔離區(qū)放大，保證網(wǎng)絡(luò)連接8MIL以上。</p><p>　　4、設(shè)計時不要將線條、孔、梅花焊盤太近板邊，內(nèi)層設(shè)計0.5MM以

57、外，外層0.3-0.4MM以外。 </p><p>　　五、設(shè)計時對一些修改后殘留下來的斷線未進行去除。</p><p><b>　　后果： </b></p><p>　　影響后端制造商在工程制作對PCB的通斷判定，造成進度延誤。</p><p><b>　　解決方案： </b></p>

58、<p>　　1、設(shè)計時盡量避免斷線頭的產(chǎn)生。 </p><p>　　2、對一些特意保留的斷線頭進行書面的說明。 </p><p>　　六、鋪銅設(shè)計時，文件大面積鋪銅時使用的線條D碼太小，還有將銅面鋪成網(wǎng)格狀時，將網(wǎng)格間距設(shè)計過小。</p><p><b>　　后果： </b></p><p>　　造成數(shù)據(jù)量

59、大，操作速度緩慢，增加生產(chǎn)難度與影響產(chǎn)品外觀。</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　1、鋪銅時盡量選用8-10MIL的線來鋪及避免重復(fù)鋪銅。</p><p>　　2、鋪網(wǎng)格時將網(wǎng)格間距最小設(shè)成8*8MIL，即8MIL的線，8MIL的間距。 </p><p>　　3、盡量不要用填充塊來鋪銅

60、。</p><p>　　七、槽孔漏制作與孔屬性制作錯誤 </p><p><b>　　原因： </b></p><p>　　1、設(shè)計孔層時，未對相對應(yīng)的孔給予屬性定義，特別是安裝孔的設(shè)置。 </p><p>　　2、槽孔的設(shè)計未設(shè)計在孔層上面或分孔圖上，而設(shè)計在KEEPOUT層。</p><p>

61、　　3、槽孔的標(biāo)識與指示放置在無用層上。 </p><p><b>　　解決方案：</b></p><p>　　1、孔設(shè)計時，對相應(yīng)的孔給予屬性定義，特別是安裝孔與槽孔。 </p><p>　　2、槽孔的設(shè)計防止放在KEEPOUT層。</p><p>　　3、對需標(biāo)注的槽孔指示，盡量放置在分孔圖層，指示清晰。 </

62、p><p>　?。ㄌ貏e注意PROTER與POWERPCB在槽孔設(shè)計的特殊性。）</p><p>　　八、機械加工問題：板外型、槽、非金屬化孔的形狀、尺寸錯誤。 </p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　1、禁止布線層（Keep Out) 與機械層的混用（Mechanical Layers)。</

63、p><p>　　2、圖形尺寸與標(biāo)注不一致。</p><p>　　3、V_CUT存在拐彎設(shè)計。 </p><p>　　4、公差標(biāo)注不合理。</p><p><b>　　解決方法： </b></p><p>　　1、按功能正確使用層； 不要將PROTER與POWERPCB層設(shè)計定義混合。</p>

64、;<p>　　2、圖形尺寸與標(biāo)注保持一致，提供正確的機械加工圖紙。 </p><p>　　3、V_CUT時保證V_CUT線為水平直線。</p><p>　　4、公差標(biāo)注對超出常規(guī)要求的，應(yīng)盡量單獨指示。 </p><p>　　5、對特殊外形要求的訂單，盡量以書面的方式說明。</p><p>　　九、非金屬化孔制作要求不明確，在鉆

65、孔刀具表要求做NPTH孔，但實際文件中又有電氣連接，要求PTH孔，但在機械加工層相對應(yīng)位置又畫出圈圈，難以判斷應(yīng)以哪個為準。 </p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　1、設(shè)計方面的特殊要求 </p><p>　　2、設(shè)計時對供應(yīng)商的判定標(biāo)準不清晰。</p><p><b>　　解決方法

66、： </b></p><p>　　1、在鉆孔刀具表正確標(biāo)注NPTH，在線路層不放置焊盤或做挖空處理。</p><p>　　2、提供清淅明朗的機械加工藝圖。 </p><p>　　3、在書面中特殊注明。</p><p>　　4、多與制造商組織技術(shù)交流。</p><p>　　十、阻焊漏開窗：在線路板制作中偶然會

67、出現(xiàn)IC腳、SMT以及相類似元件的散熱塊沒有開窗的現(xiàn)象，測試點與器件孔未開窗等。</p><p><b>　　原因： </b></p><p>　　1、設(shè)計時PAD與VIA混淆；</p><p>　　2、設(shè)計時采用FILL元素填充，未在Solder masks加比線路層填充塊大8MIL的FILL；</p><p>　　3

68、、將應(yīng)在Solder mask加的填充塊加到了Paste masks層；</p><p>　　4、設(shè)計環(huán)境設(shè)置不當(dāng)，（如設(shè)計時應(yīng)將阻焊加大2-4MIL,誤設(shè)計為減小)。</p><p><b>　　解決方法： </b></p><p>　　1、對孔的屬性定義嚴格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準，以免阻焊制作過孔與器件孔無法區(qū)分。</p><p&

69、gt;　　2、對測試點的設(shè)置應(yīng)單獨起一個焊盤，避免與過孔相同的D碼。 </p><p>　　3、在提供GERBER文件時進行文件處理，提供GTP與GBP。</p><p>　　4、設(shè)計時對將需要散熱與焊接的大塊銅區(qū)，手工加上阻焊。 </p><p>　　5、設(shè)計時嚴格執(zhí)行層的放置規(guī)定，設(shè)置正確的設(shè)計環(huán)境。</p><p><b>　

70、　結(jié) 論</b></p><p>　　本文介紹了面向可制造性的電子產(chǎn)品卓越性設(shè)計的含義，分析了在電子產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用可制造性技術(shù)的背景，對在電子產(chǎn)品開發(fā)過程中采用可制造性技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計進程、成本、質(zhì)量、加工效率、產(chǎn)品上市的積極作用進行了討論，總結(jié)了電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計的主要研究內(nèi)容和設(shè)計中的主要關(guān)注點?？芍圃煨栽O(shè)計分析（可制造性 系統(tǒng)）是一個促進生產(chǎn)力的強大工具。它能促使公司在損失較小的情況下使設(shè)計更

71、加小型化，降低產(chǎn)品上市時間并信心十足地在全球制造趨勢中獲利受益。如果不使用可制造性，則可能面臨高成本、高風(fēng)險的巨大挑戰(zhàn)。</p><p>　　最后給出了可制造性設(shè)計案例，印證了在電子產(chǎn)品開發(fā)中進行可制造性設(shè)計的重要性。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是江軍老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的，他淵博的知識、開闊

72、的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了更多的關(guān)于電子產(chǎn)品可造性設(shè)計方面的知識，加深了對電子行業(yè)的了解，使得我的學(xué)習(xí)技能有了很大的提高。 </p><p>　　在我做畢業(yè)設(shè)計的各個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，選擇配圖等整個過程中，江軍老師都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是江軍老師仍然認真仔細地糾正錯誤。江軍老師以其嚴謹求實

73、的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。感謝老師對我學(xué)習(xí)以及論文寫作的指導(dǎo)，他為我完成這篇論文提供了巨大的幫助。還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持、鼓勵、以及對我的無私幫助，此次畢業(yè)設(shè)計才能略顯順利的完成。</p><p>　　最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝，感謝山東職業(yè)學(xué)院對我的大力栽培。</p><p>&