DFM分析过程

1），背景信息a.定义分析的内容；了解客户的期望；b.知道产品的性质，如低产量高端，高产量低端，可靠性强，消费性等；c.什么是客户所需求的，成本，质量，进度，产品结构，还是产品的可靠性；d.数据准确，了解以前的生产数据和DFM情况.2），高标准的设计a.根据BOM，组装图纸和PCBA及背景信息定义制造工艺流程；b.检查PTH，复杂的连接件，对照上下面来简化制造流程；c.优化在母板上的组合。3），详细设计根据DFM的检查表逐项对照，区分特殊和一般性的设计，把存在的问题列入报告中。4），评估影响性评估提出的DFM对质量和成本的影响，有时设计可能影响质量，但功能优先，就要采取另外的建议。5），归纳总结建议与修改。项目：版本：日期：检查项目检查内容优先级DFM标注数据和记录1用于DFM的数据文件12以往的DFM记录以前有没有相似产品？第二次或第三次审核？产品数量？23与设计有关的问题重新设计还是更改1加工工艺流程4PTH组装考虑手插件、波峰焊接、手工焊接、压入技术、焊膏通孔工艺、替换为SMD？15手工焊接和浸焊避免这种工艺16特殊工艺有无其他工艺如灌封,HOTBAR,17焊接连线避免这种工艺1线路板形状1母板优化在制造母板上的布局12线路板尺寸对照本公司的设备加工能力13线路板组合简化拼板分离的难度24边缘倒角4个边角。防止线路板损坏.注意不要影响贴装设备传感器识别35元器件6新型封装是否需要实验？焊盘设计考虑元器件17可清洗性和可焊接性所有元件是否可以清洗、可回流焊接？18包装形式QFP、BGA要JEDEC托盘；手插件：管状或散装在袋装；SMT需卷带封装3在DFM分析过程中应考虑的几个方面：DFM检查表客户名：产品名：审核工程师：9元件与BOM去除BOM中非组装件310QFP换成BGAQFP引角》208I/O要考虑换成BGA211PTH引角长度检查PTH引角长度对波峰焊的要求：线路板厚度212小间距PTH波峰焊良率213压入技术元件、线路板表面214表面贴装要求真空拾取连接器？215复杂的连结件是否需新设备116连结件支持块（Stand-off）是否标准元件217机器压入连结件需作用在线路板表面多大压力？铆接？218电容避免选用电极、纸制电容2190402s尽量选大于这个尺寸的，电阻良率是电容的两倍320Rpack结合0402和0603321手插件关键组装点不能出现反向的现象322元件引角整形预处理避免这种工艺3表面贴装1PTH仅在一面尽量设计在一面12元件重量在SMT的过程中掉落，设计在正面13元件高度检查底面元件高度对波峰焊，在线测试要求；上面对飞针测试、AOI和X检测的要求；14SMT完全波峰焊底面元件用波峰焊？15上下面平衡贴装时间16边缘留空至少3mm17拼板技术线路板之间的连接28元件间距要求制定并参照标准29元件方向相似的元件相同的方向310选择性波峰焊留空在PGA元件底部和PTH周围211CBGA小间距元件不要在CBGA附近112焊点重影X检测的要求313自动PTH足够的元件数量？机器容量？参照PTH设定范围214标签指定粘贴位置315机械孔与通孔16工具孔至少2个的要求217孔在焊盘（Via-In-Pad）孔的尺寸118焊接孔用于PTH119压入元件孔注意公差120PTH孔和外边正确的设计用于波峰焊和焊膏通孔工艺221波峰焊制具定位孔用于选择性波峰焊322PCB外层23板子基准点至少2个，3个优选；检查周围无干涉224IRM（PGP点）用于拼板325焊盘形状0402s，Rpack，小间距焊盘宽度26元器件基准用于小间距元件227走线在无联接件支持块元件下检查走线128盗锡焊垫用于波峰焊：连接器和点胶的SOIC229表面焊接点位置X检测的要求230阻焊层31阻焊层图形小间距元件、外框等232SMD和非SMD焊盘结合焊盘设计233Testing孔用于BGA1蚀刻及其他标识信息1无stand-off元件丝印不可在元件底部12丝印距离在焊盘、基准、孔等周围13方向性标识极性标识、第一角标识34丝印标识位置参照不在元件底部35BGA外框标识贴装后的外轮廓3线路板结构1板厚对照波峰焊要求；设备加工能力？返修？12标准线路板加工工艺考虑加工能力13表面覆层OSP，HASL，Ni/Cu,表面沉锡，镀金等24压层对称性是否对称？35铜层的对称性是否对称？36阻焊层类型建议37多个地层线覆面影响波峰焊的焊接质量和翻修2在线测试1测试点的覆盖率目标是100%12测试焊盘的大小和距离参照设计规范23测试焊盘在底部如只有一面可节省制具24阻焊层测试焊盘孔有阻焊膜1机械装配元件1机械硬件数量和样式12螺钉单一样式的顶部13铆联可否移去？2机械装配方法1金属件在不见组装的下部没有孔和走线12散热器优化附着的方法23机械孔注意公差14螺钉单一起子需要，安装点周围空间15清洗不能迷塞螺纹16组装的复杂性器件数量？总装时间？返修前必须要拆卸的？27装配关键机械件安装不能出现反向的现象28DFM设计指南一般涵盖文件数据和DFM记录、工艺流程、PCB板概况、元器件、表面贴装要求、机械孔与PCB联结孔、PCB板层、阻焊层、丝印层、机械组装件、测试、机械装配方法、防潮设计、维修与升级、清洗和检验等。一、文件数据和DFM记录：在DFM之前先看一下所需要的文件数据有没有完全提供。这些文件通常包括：线路板外型、电性原理图、采购和供应商管理规范（AVL）和物料清单（BOM）、组装图纸、PCB设计/制造规范、Gerber、Artwork档案、元器件的规格尺寸、工艺和材料规范。另外查看以前有无DFM在案，这有利于我们更好更快的了解产品。特别是以前所提出的问题和建议有没有执行，以及实施后对质量、生产、时间、成本有无影响。如果是以前的产品的更新，特别注意工程更改单的内容，这些都是接下来DFM中要检查的重点。二、制造工艺设计本部分主要涉及组装测试工艺，包括模板印刷工艺，SMD/THC装配工艺、粘胶剂涂布工艺、电子焊接工艺、清洗工艺、覆形涂敷、制程控制设计及组装测试设备要求等。在这里要多考虑PTH组装，焊接PTH元件、压入还是SMT，引角长度，引角尺寸和形状，引角间距，引角表面镀层，元件热容性，有无standoffs，PCB厚度，PCB表面镀层，孔及焊盘垫的大小等。1.尽量避免在PCB两面均安放PTH元件，因为大幅度增加装配的人工和时间。如果元件必须放在底面，则应使其物理上尽量靠近以便一次完成防焊胶带的遮蔽与剥离操作。尽量使元件均匀的分布在PCB上，以降低翘曲并有助于使其在过波峰焊时热量分布均匀！2.元件引角的形状对焊膏通孔工艺（Paste-in-hole）选用圆形或方形是最好的.少选长方形或交叉形的。元件间距波峰焊时建议0.070,焊膏通孔工艺0.100.选用焊膏印孔工艺的元件能够耐回流焊接的温度，但波峰焊和焊膏通孔工艺都需要有支持块（stand-off）以便在散热时孔中的空气散出，防止气泡的产生。小于0.062”厚的PCB选用焊膏通孔工艺比较好，当厚度大于0.093”时对波峰焊和焊膏通孔工艺都比较难。3.在自动化程度越来越高的组装工艺中，手工焊接和侵焊是不得已的做法。一般因为：SMT元件不能过回流焊接；双面PTH；第二面元件太重；第二面元件太高不能用选择性波峰焊；非常少的第二面元件不值得使用整条自动生产线。4.特殊工艺如用于固定散热器的材料；低温的附件和返修所需的特殊焊锡丝；手工操作需要新的设备和工具；组装和返修空孔在焊盘内的元件等。另外看有没有新的工艺和新的设备需求。5.导线与连接器：不要将导线或者电缆线直接接在PCB上，而应使用连接器，如果导线一定要直接焊到板子上，则导线末端要用一个导线对板子的端子进行端接。从线路板连出的导线应集中在板子的某个区域，这样可以将他们套在一起，以免影响其他的元件。使用不同颜色的导线以防止装配过程中出现错误,各公司可采用自己的一套颜色方案,如所有产品数据线的高位用蓝色表示而低位用黄色表示等.三.线路板形状这一项应结合各公司实际的设备加工能力,一半地外形尺寸最大350mm×450mm(14×18),最小50mm×80mm(2×3.2).优化PCB在制造母板上的布局达到最大的利用率,节省成本.在板子的周围应提供一些边框,尤其在板边缘有元件时,大多数自动装配设备要求板边至少预留3mm的区域,尽可能使定位孔间距及其与元件之间的距离大一些,并根据组装设备对其尺寸进行标准化和优化处理;不要对定位孔做电镀,因为电镀孔的直径很难控制.尽量使定位孔也作为PCB在最终产品的安装孔使用,这样可减少制作时的钻孔工序.边缘倒角可以避免线路板在碰到其他东西时边脚不被损坏和在机器传送带上运行时不跳动.四.元器件标准1.一般标准a)元器件选择应符合特定客户要求、设计要求、可靠性和使用要求,并符合企业内组装测试设备状况;元器件应有价格优势并无供应问题;元器件种类应最少化,以提高集成度、简化工艺和无聊管理;b)应优先选择可自动装配的元器件,SMD优先于通孔元器件;应尽可能多地使用SMD,减少通孔元器件和手插件的使用;c)元器件可焊性应符合相关规范;应符合企业缺省的元器件封装/尺寸,避免使用小于0402的片式元件/大于机制1812的片式元件、MELF元件及其他需非常规处理的元器件,如异形元器件的贴装需借助于人工操作或专门设备;d)元器件应能够承受回流焊和波峰焊接温度循环2-3次,企业对焊接参数如最大温升速率、波峰焊的变面温度等应有明确的规范约束,以保持焊接缺陷良好的可重复性;应有完整的MSD(温度敏感元件)规范;e)异形元器件如连接器、开关等应采用阻燃设计,避免热变形和热开裂;f)如果产品需进行清洗,元器件应能承受水清洗工艺;2.通孔元器件选择避免使用双列直插式封装插座,它除了延长组装时间外,这种额外的机械连接还会降低长期使用可靠性,只因为维护的原因需要DIP现场更换时才使用插座.避免使用一些需要机器压力的零部件,如导线别针、铆钉等,除了安装速度慢以外,这些部件还可能损坏线路板而且它们的维护性也很低.采用下面的方法,尽量减少板上使用元件的种类:用排阻代替单个电阻.用一个六真连接器取代两三针连接器.如果两个元件的值很相似,单公差不同,则两个位置均使用公差较低的那一个.使用相同的螺钉固定板上各种散热器.应选用根据工业标准进行过预处理的元件.元件准备是生产过程中效率最低的部分之一,除了增添额外的工序(相应带来了静电损坏风险并使交货期延长),它还增加了出错的机会.应对购买的大多数手工插装元件定出规格,使线路板焊接面上的引线伸出长度不超过1.5mm,这样可减少元件准备和引脚修整的工作量,而且板子也能更好的通过波峰焊设备.避免使用卡扣安装较小的座架和散热器,因为这样速度很慢而且需要工具,应尽量使用套管、塑料快接铆钉、双面热带或者利用焊点进行机械连接.五.表明贴装DFM本部分为DFM实际规范的重点之一,主要包括表面贴装方面具体的尺寸公差等数据及相应的尺寸图集.1.双面贴装规范PCB支撑要求等;元器件最大高度具体要求;双面SMT板的元器件脚印尺寸、方向及间距;板底元器件,包括鸥翼型和J型管脚器件.图5为双面回流元器件重量限制表,斜线以上表示在回流过程中容易掉件,以下的就相对安全.允许重量(g)=引脚表面积(mm2)×引脚数量×0.6652.PCB拼板分离间距(剪切、铣削、划/掰、分离孔加板边)应符合相应规范要求,一避免电容开裂等诸多相关问题;元器件本体与板子装配方向的两边之最小间距应符合要求(如5mm(0.200);元器件在板子底面的最大高度符合要求,元器件本体和管脚伸出长度应符合间距和焊接要求;高功率元器件的本体与电路板面应有足够的散热空间;元器件上和下面通常不能有其他元器件.3.元器件间距要求企业应建立完整的分类间距规范,如波峰焊间距要求,回流焊间距要求,混装回流间距要求,表面贴装及人工组装/通孔元件间距,自动插装间距,清洁间距以及受限区域不得有元件等特殊要求;关于元器件间距的布局,建议参照IPC-SM-782A标准,表面贴装设计指南和焊盘标准.SurfaceMountDe