PCBAハードウェア 設計・製造プロセスには多くの要素が絡み合っています。一般的なハードウェア製品は、PCB図面を含むハードウェア設計、PCB基板の製造、部品調達と検査、SMTパッチ処理、プラグイン処理、プログラム書き込み、テスト、エージングなどのプロセスを含む複数の段階で構成されています。これらの要素におけるDFMの役割について説明します。
1. ハードウェア設計にはPCB図面が含まれます
ハードウェア設計の主な内容は、電気制御システムの回路図の設計、電気制御部品の選定、制御盤の設計です。電気制御システムの回路図には、主回路と制御回路が含まれます。制御回路には、機器の入出力配線が含まれます。 PLC 自動部品と手動部品の詳細な接続。電気部品の選択は、主に制御要件に基づいて行われ、ボタン、スイッチ、センサー、保護電気機器、接触器、表示灯、電磁弁などが含まれます。
PCB図面作成作業は、回路図をPCB製版ファイル（PCBレイアウト）に変換することです。回路図設計が完了したら、選択した電子部品に基づいてPCBレイアウトを設計し、回路図ネットリストをPCB製版図面にインポートして、レイアウトと配線設計を行います。
この段階では、設計されたPCB図面が製造要件を満たしていない可能性があるため、DFMが非常に重要です。そのため、DFMによる製造可能性解析は、PCB回路基板が製造プロセス能力の範囲内で製造可能であることを確認するために不可欠です。
2. PCB回路基板製造
PCBの注文を受けた後、ガーバーファイルを解析し、PCBの穴間隔と基板の支持力の関係に注目します。これにより、基板の曲がりや破損などの問題を回避できます。また、配線においては、高周波信号干渉やインピーダンスといった重要な要素を考慮することが重要です。
PCB回路基板の製造においては、DFMソフトウェアを用いてインピーダンス、基板実装、基板利用率を計算します。回路基板の製造ファイルは製造可能性を検証する必要があり、必要なプロセス能力を満たした場合にのみ製造を開始できます。
3. 部品調達と検査
部品の調達にはチャネルの厳格な管理が必要であり、大手トレーダーやオリジナルメーカー (wonderfulpcb Mall など) などの評判の良いサプライヤーから部品を調達し、中古品や偽造品の購入を避ける必要があります。
この段階では、部品モデルの誤りやパッケージ名の誤りといった問題がしばしば発生します。wonderfulpcb DFM Servicesは、BOMモデルとパッケージ名を自動チェックすることで、こうした問題を回避します。さらに、このソフトウェアはライブラリを使用して部品と適切なパッケージをマッチングすることで、設計に適した部品を確実に調達できるようにします。
4. SMT組立加工
作業前 PCBアセンブリ素晴らしいPCBのDFMサービスは、組み立て性解析を実施し、部品間隔の不足、部品が端に近すぎる、ピンと部品の不一致といった潜在的な問題を特定します。この積極的なアプローチにより、不要な損失を回避できます。
はんだペーストの印刷やリフロー炉の温度制御といった重要な要素は、はんだ付け工程の品質確保に不可欠です。レーザースチールメッシュの品質、そして穴の拡大、縮小、あるいはU字型への変更の必要性は、PCBの要件によって異なります。リフローはんだ付け中の適切な温度と速度の制御は、はんだペーストの濡れ性と溶接の信頼性を確保するために不可欠です。さらに、人的要因による欠陥を最小限に抑えるためには、AOI（自動光学検査）検査が不可欠です。
5. プラグイン処理
プラグインプロセスでは、ウェーブソルダリング用金型の設計が重要な役割を果たします。エンジニアは、炉処理後の良品生産確率を最大化するために金型を設計する必要があります。これは、PEエンジニアが経験を通じてスキルを磨き、実践していく必要がある分野です。
6. プログラムの書き込み
初期のDFMレポートでは、すべての部品をはんだ付けした後、PCB上にテストポイントを設けて回路の導通をテストすることを提案できます。可能であれば、ST-LINKやJ-LINKなどの書き込みツールを用いて、メイン制御ICにプログラムを書き込むことができます。これにより、エンジニアは様々なタッチ操作による機能の変化を直接観察し、PCBA全体の機能の完全性を検証できます。
7. PCBAボードテスト
PCBA テストが必要な注文の場合、次のテストが実行される場合があります。
- ICT (インサーキットテスト)
- FCT（機能テスト）
- バーンインテスト（エージングテスト）
- 温度と湿度のテスト
- 落下試験
これらのテストは顧客のテスト計画に従う必要があり、レポート データは分析用に要約できます。
これらの重要な段階に awesomepcb DFM サービスを統合することにより、ハードウェア エンジニアは設計が製造性と組み立てに対して最適化されていることを保証でき、その結果、生産効率が向上し、コストが削減され、製造プロセス全体にわたってエラーのリスクが最小限に抑えられます。
