本書采用大量圖表,通過理論和生產(chǎn)案例相結(jié)合的方式,全面系統(tǒng)地介紹電子組裝的可制造性設(shè)計。首先概述了對電子組裝技術(shù)的發(fā)展、焊接技術(shù),然后介紹了電子組裝可制造性設(shè)計簡介和實施流程(第4章到第12章按照DFM檢查表的順序詳細講解了電子組裝的可制造性設(shè)計規(guī)范,包含DFM所需的數(shù)據(jù)、組裝方式和工藝流程設(shè)計、元器件選擇、PCB技術(shù)和材料選擇、PCB拼板、元器件焊盤設(shè)計、孔的設(shè)計、PCBA的可制造性設(shè)計、覆銅層和絲印圖形設(shè)計),接下來講述了電子組裝的散熱設(shè)計和電磁兼容、可測試性設(shè)計,最后講解了可制造性的審核報告和常用軟件,并在附錄中給出DFM和DFT的檢查表供參考。本書可幫助電子產(chǎn)品設(shè)計工程師提升設(shè)計水平,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,縮短研發(fā)周期,同時還能幫助電子產(chǎn)品制造工程師學(xué)會判斷哪些工藝質(zhì)量問題來自于設(shè)計。
耿明, 高級工程師,工學(xué)學(xué)士,MBA,管理學(xué)博士,江蘇省電子學(xué)會SMT專業(yè)委員會/江蘇省電子學(xué)會組裝自動化委員會副會長、高級專家,江蘇省電子學(xué)會醫(yī)療電子工作委員會秘書長,蘇州市電子學(xué)會SMT智造委員會秘書長, 蘇州市工程師學(xué)會理事,國際標(biāo)準(zhǔn)IPC-A-610《電子裝配可接收性》技術(shù)組中國區(qū)聯(lián)合主席,華東理工大學(xué)商學(xué)院MBA職業(yè)導(dǎo)師,江南大學(xué)校外指導(dǎo)教師。長期從事SMT工藝、設(shè)備、運營管理工作,對于SMT,DFM、智能制造有著深入的研究,具有豐富的實踐技術(shù)經(jīng)驗,發(fā)表技術(shù)論文20多篇和參與制定多項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
序 言
《電子組裝的可制造性設(shè)計》一書的作者耿明老師是江蘇省電子學(xué)會SMT專業(yè)委員會會副主任委員、國內(nèi)資深SMT專家、IPC-A610技術(shù)組中國區(qū)主席。耿明老師在國內(nèi)多場SMT學(xué)術(shù)會議,以及《江蘇SMT?贰峨娮庸に嚰夹g(shù)》《印制電路與貼裝》《計算機與科學(xué)》等雜志上發(fā)表過數(shù)十篇論文,特別是對國內(nèi)SMT專業(yè)人才的培養(yǎng)、教育發(fā)揮了重要作用,授課足跡遍布華北、華東、華南等地區(qū)。他的培訓(xùn)課程受到眾多工程技術(shù)人員的好評,為中國SMT應(yīng)用與發(fā)展做出了貢獻。
《電子組裝的可制造性設(shè)計》一書是耿老師從事SMT專業(yè)、長期征戰(zhàn)在電子制造世界百強企業(yè)中多年的實用經(jīng)驗積累,適用性可覆蓋到整個電子組裝領(lǐng)域。書中案例體現(xiàn)了系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性!峨娮咏M裝的可制造性設(shè)計》一書適合于廣大電子制造設(shè)計人員、工藝人員使用,也可作為設(shè)計研究人員、大學(xué)專業(yè)教師的實用工具書。
中國電子制造雖已進入智能制造時代,但與工業(yè)強國相比,還有一定差距。這就需要國內(nèi)廣大的SMT工作者努力學(xué)習(xí),夯實基礎(chǔ),趕超先進。這本兼具實用性和操作性的專業(yè)工具書的出版,想必一定會受到廣大工程技術(shù)人員的歡迎。
由于出書時間緊迫、技術(shù)發(fā)展迅速,本書可能會有一些不足和待改進之處,希望廣大SMT專家和同仁批評指正,及時將意見、建議反饋給著者,以便加印和再版時修正。
江蘇省電子學(xué)會SMT專業(yè)委員會將會與電子工業(yè)出版社同仁持續(xù)合作,一起努力,向?qū)I(yè)讀者提供更多、更好的精神食糧,為中國電子智能制造的發(fā)展、進步,做出應(yīng)有的貢獻!
江蘇省電子學(xué)會SMT專委會 榮譽會長/創(chuàng)始人 宣大榮
2023.9.30
前 言
DFM(Design for Manufacture,可制造性設(shè)計)是指產(chǎn)品設(shè)計需要滿足制造的要求,具有良好的可制造性。DFM是將產(chǎn)品設(shè)計的工程要求與制造能力相匹配,使設(shè)計的產(chǎn)品能以低成本、高質(zhì)量、短周期的方式實現(xiàn)的產(chǎn)品開發(fā)實踐過程。它是一個整合了設(shè)計規(guī)范要求、制造規(guī)范要求、工藝制程能力和項目管理的系統(tǒng)工程。
DFM于20世紀(jì)70年代初在機械行業(yè)中率先使用。1994年,表面組裝技術(shù)協(xié)會(SMTA)首次提出DFM概念,并于2000年左右開始在一些跨國公司電子組裝中應(yīng)用。在我國,隨著電子組裝技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是進入21世紀(jì)后,DFM也開始成為電子產(chǎn)品研發(fā)和制造工廠的重點關(guān)注對象,越來越受重視。
為什么DFM越來越受重視呢?主要是因為設(shè)計是整個產(chǎn)品壽命的第一站。從效益學(xué)的觀點來說,問題越是能夠及早解決,成本效益也就越高,造成的損失也就越低。此外,對于設(shè)計造成的問題,即使工廠內(nèi)擁有最好的設(shè)備和工藝,也未必能夠很完善地解決。
目前存在的很多現(xiàn)狀是,電子產(chǎn)品設(shè)計工程師,特別是硬件設(shè)計工程師,普遍不熟悉制造工藝技術(shù),導(dǎo)致設(shè)計出的產(chǎn)品不具備可制造性或可制造性差,需要反復(fù)修改設(shè)計,影響了產(chǎn)品的研發(fā)周期,甚至影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。電子產(chǎn)品制造工程師往往不知道也辨別不出這些缺陷來自設(shè)計,而是試圖采取很多的工藝措施來解決這類問題,結(jié)果不僅浪費時間,還不能根本解決問題。解決這一問題的途徑就是導(dǎo)入及應(yīng)用DFM。DFM技術(shù)是當(dāng)今電子產(chǎn)品設(shè)計工程師和制造工程師必備的知識之一。
實施DFM可以減少產(chǎn)品設(shè)計修改次數(shù);縮短產(chǎn)品開發(fā)周期;降低產(chǎn)品成本;有利于生產(chǎn)制造流程的標(biāo)準(zhǔn)化和自動化;有利于技術(shù)轉(zhuǎn)移,簡化產(chǎn)品轉(zhuǎn)移流程;加強公司間的協(xié)作溝通;降低新技術(shù)引進成本。DFM也是新產(chǎn)品開發(fā)及驗證的基礎(chǔ),適合應(yīng)對電子組裝工藝新技術(shù)日趨復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
DFM涉及產(chǎn)業(yè)鏈上的很多環(huán)節(jié),包括設(shè)計廠商、PCB制造廠商、組裝廠商、測試廠商和系統(tǒng)廠商。在尋求解決方案的過程中,企業(yè)也越來越認識到DFM的重要性,但在實施的過程中缺乏DFM的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,導(dǎo)致各個環(huán)節(jié)溝通不暢,使整個電子產(chǎn)品設(shè)計水平低下,產(chǎn)能不高。這就需要有DFM的規(guī)范和手冊來指導(dǎo)實施。
目前在國內(nèi)圖書市場上,系統(tǒng)講解電子組裝可制造性設(shè)計的專業(yè)書籍很少。編者一直就職于多家全球著名的電子合約制造(EMS)企業(yè),產(chǎn)品涉及汽車、醫(yī)療、光伏、新能源、工控、半導(dǎo)體設(shè)備,電源、通信基站、手機、計算機、智能家居、辦公設(shè)備、LED照明、安防和軍事航天等領(lǐng)域,2001年在美國硅谷工作就開始從事DFM。本書結(jié)合實際經(jīng)驗和具體生產(chǎn)制造中所遇到的問題,總結(jié)出了DFM檢查表,并按照DFM檢查表的順序分章節(jié)講述DFM設(shè)計的規(guī)范,目的是幫助電子產(chǎn)品設(shè)計工程師了解生產(chǎn)工藝的要求,在產(chǎn)品研發(fā)時按照可制造性設(shè)計產(chǎn)品不僅知道如何設(shè)計,還了解為何這樣設(shè)計以及會帶來的不良問題。同時有助于電子產(chǎn)品制造工程師學(xué)會判斷哪些工藝質(zhì)量問題來自于設(shè)計,解決問題時換一個方位去思考,使復(fù)雜的問題簡單化,以確保產(chǎn)品質(zhì)量更高,成本更低,產(chǎn)品開發(fā)周期更短,達到產(chǎn)品的最優(yōu)化。
在本書的策劃與寫作過程中,江蘇省電子學(xué)會SMT專業(yè)委員會創(chuàng)始人、榮譽主任宣大榮老師給予了很大的支持和鼓勵,電子工業(yè)出版社編輯劉海艷老師為本書的校訂付出了辛勤的勞動,同時也得到SMT專業(yè)委員會很多專家的指導(dǎo)和幫助,在此一并表示衷心的感謝!
本書參考并引用了許多國內(nèi)外企業(yè)已發(fā)行的文獻資料和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其中大部分已經(jīng)列入?yún)⒖嘉墨I,仍有一些找不到原作者與出處,在此向所有相關(guān)原作者表示感謝!
由于編者水平有限,書中難免存在差錯和不足之處,真誠希望廣大讀者和業(yè)內(nèi)專家批評指正。
編著者