Lời nói đầu:
Trong quá trình thiết kế và sản xuất PCB phức tạp, phân tích sản xuất DFM đặc biệt quan trọng. Thiết kế DFM cho sản xuất, Thiết kế cho khả năng sản xuất (DFM) Vai trò của DFM là cải thiện quy trình sản xuất của sản phẩm. DFM ngày nay là công nghệ cốt lõi của kỹ thuật song song, vì thiết kế và sản xuất là hai mắt xích quan trọng nhất trong vòng đời sản phẩm, kỹ thuật song song là khởi đầu của thiết kế nên cần xem xét khi khả năng sản xuất và lắp ráp sản phẩm cũng như các yếu tố khác. Do đó, DFM là công cụ hỗ trợ quan trọng nhất trong kỹ thuật song song. Chìa khóa của DFM là phân tích khả năng xử lý của thông tin thiết kế, đánh giá tính hợp lý của sản xuất và đề xuất cải tiến thiết kế. DFM kết hợp với CAX, PDM, DFX, v.v. để hình thành công nghệ Thiết kế cho vòng đời (DFLC). DFX là viết tắt của DFA (Thiết kế để lắp ráp), DFD (Thiết kế để tháo rời), DFQ (Thiết kế để chất lượng), DFI (Thiết kế để kiểm tra) và DFE (Thiết kế cho môi trường).
1 .Bắt đầu mô hình DFM
●Trong mô hình phát triển sản phẩm kỹ thuật tuần tự truyền thống, thiết kế sản phẩm và thiết kế quy trình là hai quy trình độc lập và tuần tự. Mô hình này dễ dẫn đến sự tách biệt giữa quy trình thiết kế sản phẩm và quy trình gia công, chế tạo, khiến khả năng sản xuất, lắp ráp và bảo trì sản phẩm kém, dẫn đến khó khăn trong việc điều chỉnh thiết kế, chu kỳ phát triển sản phẩm dài, chi phí cao, khó đảm bảo chất lượng, thậm chí một số lượng lớn thiết kế không thể đưa vào sản xuất.
Thiết kế khó thay đổi, chu kỳ phát triển sản phẩm dài, chi phí cao, chất lượng khó đảm bảo, thậm chí một số lượng lớn thiết kế không thể đưa vào sản xuất, dẫn đến lãng phí rất lớn về nhân lực và vật lực.
● Khái niệm DFM đã thách thức phương thức phát triển sản phẩm truyền thống, phá vỡ trình tự các phương pháp thiết kế truyền thống và phát triển song song thiết kế sản phẩm và thiết kế quy trình. DFM xem xét đầy đủ các ràng buộc sản xuất, điều kiện gia công, giải pháp kẹp, thiết kế dụng cụ và tiêu chuẩn hóa linh kiện, v.v., xem xét và quyết định các giải pháp thiết kế, đồng thời phản hồi kết quả đánh giá cho nhà thiết kế một cách kịp thời, đề xuất các sửa đổi và cung cấp hướng dẫn thiết kế sản phẩm. Đây là một sản phẩm mới, đơn giản và hiệu quả hơn.
2 . Hỗ trợ thiết kế DFM
● DFM hỗ trợ thiết kế các nguyên tắc:
Các nguyên tắc hỗ trợ thiết kế DFM là:
1. Giảm chi phí và nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm
2. Tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất
3. Chuyển giao công nghệ, tăng cường hợp tác giữa các công ty
4. Cơ sở cho việc phát triển và thử nghiệm sản phẩm mới
5. Thích hợp cho quy trình lắp ráp điện tử công nghệ mới
●Do công nghệ xử lý khác nhau, phương pháp tương ứng cũng có sự khác biệt lớn, do đó thiết kế cụ thể cho từng loại xử lý phải có nguyên tắc thiết kế riêng. Thiết kế DFM cho bo mạch PCB trần và thiết kế DFM lắp ráp PCB cần xem xét nguyên tắc thiết kế khả năng sản xuất, đồng thời cân nhắc tính chính xác của việc mua sắm linh kiện điện tử. Tuy nhiên, mục đích là để sản phẩm được sản xuất nhanh chóng và tiết kiệm, nâng cao tỷ lệ thành công ngay từ đầu của thiết kế và sản xuất sản phẩm, từ đó giảm chi phí và rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm.
3. Ứng dụng công nghiệp DFM
Sự phát triển công nghệ trưởng thành nhất trong ngành, sự tích hợp giữa thiết kế và sản xuất và nền tảng đã được tích hợp vào phần mềm và cơ sở quy tắc và đủ chi tiết và có thể thực thi.
Việc tích hợp và nền tảng hóa thiết kế và sản xuất đã được tích hợp vào phần mềm và cơ sở quy tắc, được chi tiết hóa và thực thi đầy đủ. Nhiều doanh nghiệp nổi tiếng quốc tế đã ứng dụng thành thạo các công cụ công nghệ DFM trong phát triển và thiết kế, và đã “nếm trải vị ngọt” từ chúng, chẳng hạn như Dell và Intel trong ngành công nghiệp máy tính, Ford và BMW trong ngành công nghiệp ô tô, và Boeing trong lĩnh vực sản xuất máy bay.
● Lấy thiết kế PCB làm ví dụ, trong xu hướng phát triển của các sản phẩm điện tử theo hướng thu nhỏ, mật độ cao và tốc độ cao, độ phức tạp của thiết kế PCB đã tăng lên rất nhiều, làm thế nào để thực hiện hiệu quả kiểm soát chất lượng toàn diện đối với thiết kế PCB phức tạp đã trở thành một vấn đề khó khăn trong lĩnh vực này.
● DFM có thể thực hiện song song quá trình sản xuất và thiết kế, mô phỏng toàn bộ quá trình sản xuất từ thiết kế, sản xuất đến lắp ráp các sản phẩm PCB đã chọn, tổ chức bảng BOM, khớp linh kiện, phân tích bo mạch trần và phân tích lắp ráp bốn khối
Việc sắp xếp danh sách BOM, khớp linh kiện, phân tích bảng mạch trần và phân tích lắp ráp bốn khối được liên kết với nhau và phối hợp để hoàn thành phân tích DFM. Toàn bộ quy trình vận hành phần mềm: DFM phân tích cú pháp tệp PCB, tệp ODB hoặc tệp Gerber, nhập bảng BOM, sau đó khớp các thư viện linh kiện, khớp các linh kiện thông qua các thư viện linh kiện đã tạo và cuối cùng thực hiện một loạt kiểm tra trên các tệp bằng cách áp dụng các quy tắc trong DFM. Toàn bộ quy trình tương đương với việc tích hợp các quy tắc sản xuất vào giai đoạn thiết kế, thiết lập một quy trình thiết kế PCB mới để giảm thiểu việc kéo dài thời gian chu kỳ do thay đổi thiết kế và đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản xuất. Tất cả các mối nguy chất lượng tiềm ẩn đều được giải quyết hoặc phát hiện trong giai đoạn tiền sản xuất, giảm thiểu số lượng thế hệ phát triển sản phẩm, giảm chi phí và cải thiện khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.
4 , Triển vọng tương lai của DFM
Tại Trung Quốc, việc ứng dụng công nghệ DFM trong các doanh nghiệp sản xuất bắt đầu muộn và quy mô vẫn chưa được thiết lập. Năm 2001, phần mềm phân tích DFMA của BDI đã có mặt tại Trung Quốc. Công ty TNHH Công nghệ Huawei yêu cầu DFMA là một khái niệm và công cụ thiết kế mà mọi kỹ sư kết cấu phải nắm vững. Tuy nhiên, không nhiều doanh nghiệp trong nước sử dụng các công nghệ liên quan đến DFM để phát triển sản phẩm. Tuy nhiên, không nhiều doanh nghiệp trong nước sử dụng công nghệ liên quan đến DFM để phát triển sản phẩm và nhiều doanh nghiệp trong số đó vẫn đang sử dụng các phương pháp tuần tự truyền thống để thiết kế sản phẩm. Rõ ràng là các doanh nghiệp trong nước vẫn còn một chặng đường dài phía trước để áp dụng các công cụ và phương pháp phát triển tiên tiến, và thiết kế sản phẩm là nguồn gốc, và ngành sản xuất của Trung Quốc nên tận dụng tốt hơn các công cụ và phương pháp thiết kế tiên tiến này để nâng cao khả năng cạnh tranh quốc tế của sản phẩm của chính mình.
