全球DFM意识对PCB设计的重要性

“集成电路只是缩小版的多层印刷电路板”这种类比并非完全没有道理。随着印刷电路板制造商和组装商之间的工艺差异日益增大,印刷电路板设计可能会开始借鉴集成电路设计行业应对日益复杂化的一些理念。面向制造的设计(DFM)可制造性分析在复杂的印刷电路板设计和制造过程中尤为重要。

1. 以目标为导向的设计理念

实现无需DFM(面向制造的设计)的关键在于使设计规则和约束与PCB制造和组装供应商的能力相匹配。一旦设计规则和约束确定,它们就成为必须始终遵循的审查条件,以确保设计的可制造性。设计阶段出现的问题最容易识别和纠正。在设计阶段就具备DFM意识可以带来巨大的收益。在初始设计阶段识别制造问题还可以减少因偏离开发计划而花费在重新设计上的时间。因此,设计师可以开始设计令人兴奋的新产品,而不是陷入本可避免的重新设计泥潭。

为了提供全面的面向制造的设计 (DFM) 评估,传统的 DFM 需要辅以面向可用性的设计评估。设计人员可以在整个设计过程中随时打开物料清单 (BOM),获取组件可用性的实时信息。如果某个主要组件缺货,系统会自动从 BOM 中其他制造商按顺序排列的零件中创建一个替代组件。这一流程使组件采购更加灵活,让设计人员能够专注于设计本身,同时还能及早预警组件供应风险。

● 将面向制造的设计 (DFM) 的全局视角融入设计中,还可以提升设计师的技能,例如如何避免触发 DFM 体验。

警告本身就是行动的证明。在设计团队内部建立全球性的面向制造的设计(DFM)理念,是提升整个设计团队水平的绝佳途径。这种方法不仅实现了DFM的灵活性,而且由于不会给设计师增加过多的额外负担,因此兼具两者的优势。此外,随着设计师对DFM的认识不断提高,他们在行业中的价值也会随之提升。

2. 理解最终目标

通过采用“以终为始”的定义,我们可以清楚地认识到,设计人员必须对设计的最终目标有清晰的理解。在PCB制造和组装领域,这意味着要全面了解所选制造和组装供应商的能力。通常,供应商会在一份文件中详细说明这些能力,而这些能力必须转化为一套适用于PCB设计环境的规则和约束。

虽然一些制造商以规则文档的形式展示其生产能力,这些文档可以直接应用于PCB设计环境,但全球数千家PCB制造商和组装服务提供商之间并没有统一的标准。与此同时,PCB设计、制造和组装的复杂性不断增加,产能也日益紧张。

● 如今,由于不可重复工程成本极高,PCB设计和制造被视为一项风险极高的工作。成本如此之高,以至于必须确保一次性成功。为了实现这一目标,业界采用了一系列设计方法和工具,这在一定程度上得益于多厂商对库和设计数据交换的支持。这种相对开放的数据交换甚至包括不同物理验证系统所使用的“规则集”的可移植性。因此,这种方法必然会在设计周期的早期阶段就考虑制造因素。

3. 大胆尝试ly

PCB复杂性、密度和边缘速度不断提高的趋势丝毫没有放缓的迹象,甚至还有关于使用混合铜和嵌入式聚合物波导进行互连的PCB相关研究。再加上堆叠封装和其他新型组件的广泛应用,情况更加复杂。

结合科技,PCB制造将比现在更具艺术性。正如英特尔、三星和台积电等半导体制造商严密保护其制造知识产权以求差异化一样,这种趋势也将持续影响PCB制造领域。制造商和组装商将继续通过其制造能力和专有知识产权技术来脱颖而出。借助一个完全互联且数据支持的全球制造商和组装商生态系统,设计人员一旦选定制造商或电子制造合同服务提供商,即可立即了解其生产能力。根据目标制造商的能力,设计空间将进行调整,以适应其设计所需的固有规则和约束。这一概念类似于在“打印”对话框中选择不同打印机时预览更改的方式。当您选择支持彩色打印的打印机时,预览屏幕会随之更改,显示可用的图形分辨率、页面尺寸和其他打印机特定功能。

这种基于数据的全球生态系统可以将制造意识融入产品开发流程的早期设计阶段,从而提高对制造能力的认知,并通过消除通过在线会议或电子邮件进行沟通的需求,减少或避免后期沟通。例如,假设装配商增加了一条更强大的装配线,相关设计人员会立即意识到他们需要更新规则和约束条件以适应这一变化。

● 如果设计完成,想象一下,只需点击鼠标,即可将您的PCB设计提交给世界各地的PCB制造商和组装商,然后找到最适合生产该设计的供应商。提交文件后,您将收到一份公司列表,其中包含能够满足交货时间、成本目标、当前产能和地理位置等条件的制造公司要求。

4. 关于电子行业可制造性设计 (DFM) 的结论

一次性设计成功、良率高、成本优化以及可靠的PCB制造和组装是理想的目标;在设计阶段快速识别并纠正DFM问题是避免提交无法制造的设计的关键。利用实时元器件信息增强传统的DFM检测,有助于消除目前许多装配线普遍存在的元器件短缺问题。 

将全球可制造性设计 (DFM) 理念应用于印刷电路板 (PCB) 设计,为设计流程奠定了基础,该流程不仅能够适应设计挑战,还能避免影响盈利能力、产品开发进度和行业声誉。随着产品复杂性的不断增加,全球可制造性设计理念仍然是一项具有战略意义的重要能力,有助于确保电子产品的最终实现。

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