DFM基本概念ppt课件

1、一、概述一、概述二、二、DFMDFM介绍介绍三、三、DFMDFM的实施介绍的实施介绍+产品开发全过程产品开发全过程 需求定位需求定位- -产品定义产品定义- -设计实施设计实施- -样机制作、验证样机制作、验证-(NPI)-(NPI)-中试生产中试生产- -大大规模投产规模投产+产品开发过程中考虑的问题产品开发过程中考虑的问题需求定位：消费人群，市场购买力，盈利模式；需求定位：消费人群，市场购买力，盈利模式；产品定义：产品的性能和成本。产品定义：产品的性能和成本。 产品的最初设计决定产品总成本产品的最初设计决定产品总成本60%60%。设计实施：设计产品各功能，成本，设计周期。设计实施：设计产品

2、各功能，成本，设计周期。 设计说明、设计规范、预计成本，上市时间等。设计说明、设计规范、预计成本，上市时间等。样机制作、验证：产品实现，验证产品功能、外观；样机制作、验证：产品实现，验证产品功能、外观；新产品导入新产品导入NPI NPI ：产品由试制转向规模生产的必经环节。：产品由试制转向规模生产的必经环节。中试生产：规模生产出现的问题；中试生产：规模生产出现的问题；大规模投产：产量（效率）、交货期和质量。大规模投产：产量（效率）、交货期和质量。p传统的设计方法传统的设计方法 传统设计总是强调设计速度，而传统设计总是强调设计速度，而忽略产品的可制造性问题，于是，忽略产品的可制造性问题，于是，为

3、了纠正出现的制造问题，需要为了纠正出现的制造问题，需要进行多次的重新设计，每次的改进行多次的重新设计，每次的改进都要重新制作样机。进都要重新制作样机。 造成问题：设计周期长，延误产品投放市场的周期；成本高。造成问题：设计周期长，延误产品投放市场的周期；成本高。p HPHP公司公司DFMDFM统计调查表明统计调查表明产品总成本产品总成本60%60%取决于产品的最初设计，取决于产品的最初设计，7575的制造成本取决于设计说明和设计规范，的制造成本取决于设计说明和设计规范，70708080的生产缺陷是由于设计原因造成的。的生产缺陷是由于设计原因造成的。 +信息时代市场对产品的要求信息时代市场对产品的

4、要求 当今信息世界，一切变化太快，市场要求产品不断地更新换代，当今信息世界，一切变化太快，市场要求产品不断地更新换代，以手机为例，市场要求以手机为例，市场要求3 3个月就得推出新款式，在如此短的时间内个月就得推出新款式，在如此短的时间内开发新产品是非常艰巨的任务。需要从设计试生产批量投产开发新产品是非常艰巨的任务。需要从设计试生产批量投产达到一次成功的目的。这就要求每一个环节都能预知新产品中可达到一次成功的目的。这就要求每一个环节都能预知新产品中可能出现的问题和生产所需要的时间能出现的问题和生产所需要的时间. .因此，设计是关键。因此，设计是关键。+信息时代市场产品设计提出信的要求：信息时代市

5、场产品设计提出信的要求： 现代设计方法。现代设计方法。 现代设计是将企业的资源、知识和经验一起应用于产品的开发、现代设计是将企业的资源、知识和经验一起应用于产品的开发、设计、和制造过程。从产品开发开始就考虑到可制造性与可测试设计、和制造过程。从产品开发开始就考虑到可制造性与可测试性，使设计与制造之间紧密联系性，使设计与制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的，实现从设计到制造一次成功的目的，具有缩短开发周期、降低成本、提具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点。高产品质量等优点。+DFM: Design for Manufacturing DFM: Design for Manu

6、facturing 可制造性设计可制造性设计+DFT: Design for Test DFT: Design for Test 可测试性设计可测试性设计+DFD: Design for Diagnosibility DFD: Design for Diagnosibility 可分析性设计可分析性设计+DFA: Design for Aseembly DFA: Design for Aseembly 可装配性设计可装配性设计+DFE: Desibn for Enviroment DFE: Desibn for Enviroment 环保设计环保设计+DFF: Design for Fabri

7、cation of the PCB DFF: Design for Fabrication of the PCB PCB PCB可加工性设计可加工性设计 +DFS: Design for Sourcing DFS: Design for Sourcing 物流设计物流设计 +DFR: Design for Reliability DFR: Design for Reliability 可靠性设计可靠性设计作为一种科学的方法，作为一种科学的方法，DFX将不同团队的资源组织在一起，共同参与产品的将不同团队的资源组织在一起，共同参与产品的设计和制造过程设计和制造过程,通过发挥团队的共同作用，缩短参品

8、开发周期，提高产品质通过发挥团队的共同作用，缩短参品开发周期，提高产品质量、可靠性和客户满意度，最终缩短从概念到客户手中的整个时间周期。量、可靠性和客户满意度，最终缩短从概念到客户手中的整个时间周期。+在在7070年代初，美国年代初，美国G. G. 布斯劳博士在机械布斯劳博士在机械行业提出行业提出DFADFA（Design for AssemblyDesign for Assembly）方法，）方法，用于简化产品结构和减少加工成本。用于简化产品结构和减少加工成本。 19911991年，鉴于年，鉴于DFADFA的应用对美国制造业竞的应用对美国制造业竞争优势的形成所做的贡献，美国总统布争优势的形成

9、所做的贡献，美国总统布什给什给G.G.布斯劳博士和布斯劳博士和P.P.德赫斯特博士颁德赫斯特博士颁发了美国国家技术奖。发了美国国家技术奖。+DFADFA很快被许多的制造业企业采用，包很快被许多的制造业企业采用，包括汽车、国防、高科技和医疗设备领域括汽车、国防、高科技和医疗设备领域等。等。+19941994年年SMTA(Surface Mounting Technology SMTA(Surface Mounting Technology Association)Association)首次提出首次提出DFXDFX概念。概念。19951995年年DFXDFX成为表面贴装国际会议的主题，成为表面贴

10、装国际会议的主题，19961996年年SMTASMTA发表了发表了6 6篇相关性文章。篇相关性文章。+DFM: DFM: 主要研究产品本身的物理设计与主要研究产品本身的物理设计与制造系统各部分之间的相互关系制造系统各部分之间的相互关系, ,并把它用于产品设计中以便将整并把它用于产品设计中以便将整个制造系统融合在一起进行总体个制造系统融合在一起进行总体优化，是保证优化，是保证PCBPCB设计质量的最有设计质量的最有效的方法。效的方法。+DFMDFM就是从产品开发设计时起，就就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性，使设计和制造考虑到可制造性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制之间紧密联系，

11、实现从设计到制造一次成功的目的。造一次成功的目的。p企业追求目标：企业追求目标： 低成本、高产出、良好的供货能力。长期高可靠性的产品。低成本、高产出、良好的供货能力。长期高可靠性的产品。pDFM优点优点 DFMDFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。业产品取得成功的途径。l缩短开发周期：缩短开发周期： 由于更多部门参与到设计过程中，增强下游各方与设计的沟通由于更多部门参与到设计过程中，增强下游各方与设计的沟通,加加上一些软件手段的应用，使设计过程早期就能找出问题，并及时上一些软件手段的应用，使设计过程早

12、期就能找出问题，并及时纠正。纠正。避免部门间或与协力厂商间不断往返所造成的时间浪费，避免部门间或与协力厂商间不断往返所造成的时间浪费，这样减少工程验证时间和改善错误的时间，能更快地交付设计。这样减少工程验证时间和改善错误的时间，能更快地交付设计。使使产品投放时间节约（产品投放时间节约（5050）。）。l降低成本降低成本 例：例：G.E公司公司100多项开发计划采用多项开发计划采用DFM，产品从日用家电到喷射，产品从日用家电到喷射引擎发动机。公司从中获利引擎发动机。公司从中获利2亿美元亿美元降低新工艺引进成本，减少工艺开发的庞大费用。降低新工艺引进成本，减少工艺开发的庞大费用。例例1 1：大型：

13、大型EMSEMS公司在本部实验室研发的新工艺公司在本部实验室研发的新工艺02010201焊盘设计，制焊盘设计，制定成标准后，全球伟创力设计、工厂共享。定成标准后，全球伟创力设计、工厂共享。例例2：L公司，公司，BGA0.5间距贴装工艺。提前间距贴装工艺。提前3年试工艺和焊盘设计。年试工艺和焊盘设计。有利于设计采纳。工艺人员参考现有的资料、经验（如有利于设计采纳。工艺人员参考现有的资料、经验（如0805焊焊盘设计）等采用现有焊盘设计，进行简单试验，适合自己，最盘设计）等采用现有焊盘设计，进行简单试验，适合自己，最终修订采用。终修订采用。 减少改版次数或不需修改设计，减少开发成本。减少改版次数或不

14、需修改设计，减少开发成本。 没有没有DFMDFM规范控制的产品，在产品开发的后期，甚至常在批量生规范控制的产品，在产品开发的后期，甚至常在批量生产阶段才会发现各种生产问题，此时又更改设计，无疑增加开发产阶段才会发现各种生产问题，此时又更改设计，无疑增加开发成本，例：成本，例：BGABGA的焊盘间距设计：公英制转换误差。的焊盘间距设计：公英制转换误差。降低返工、返修成本、降低返工、返修成本、 发现各种生产问题，往往花费人力、物力进行返工、返修，才发现各种生产问题，往往花费人力、物力进行返工、返修，才能达到目的。例：焊盘上有过孔的问题。能达到目的。例：焊盘上有过孔的问题。l提高产品质量和可靠性提高

15、产品质量和可靠性 产品生产最好一次成功，任何返修、返工都会使可靠性下降。产品生产最好一次成功，任何返修、返工都会使可靠性下降。同时同时影响声誉。影响声誉。 例：在售后维修的产品中，例：在售后维修的产品中，8080出自产品出厂前返修过的产品。出自产品出厂前返修过的产品。 例：某公司开展例：某公司开展2 2年年DFMDFM后，波峰焊不良率下降为原来的后，波峰焊不良率下降为原来的1/101/10。l 有利于技术转移，简化产品转有利于技术转移，简化产品转移流程。移流程。企业一般外包，则企业与企业一般外包，则企业与OEM、EMS/CM之间的有效沟通非常必之间的有效沟通非常必要。具有良好可制造性的产品可要

16、。具有良好可制造性的产品可与与OEM、EMS/CM间实现平滑间实现平滑的技术转移和过渡，快速组织生的技术转移和过渡，快速组织生产。产。l有利于加工工艺的标准化。有利于加工工艺的标准化。 DFMDFM规范是将企业内部各部门在制造过程中的知识、经验总结出规范是将企业内部各部门在制造过程中的知识、经验总结出来变成企业规范或标准。所以来变成企业规范或标准。所以DFMDFM在企业内外部起到了一个良好在企业内外部起到了一个良好的桥梁，它把设计、制造和与产品相关部门有机地联系起来，大的桥梁，它把设计、制造和与产品相关部门有机地联系起来，大家共同遵守这个规范，同时不断补充、完善这个规范。有了标准，家共同遵守这

17、个规范，同时不断补充、完善这个规范。有了标准，个人因素的影响就很小。个人因素的影响就很小。l建立沟通标准：建立沟通标准： 公司内有同样的质量标准，沟通文件有相同的格式，数据传输有公司内有同样的质量标准，沟通文件有相同的格式，数据传输有一致的版本控制，以这样的标准沟通，能够使效率大幅提升。一致的版本控制，以这样的标准沟通，能够使效率大幅提升。 l提高生产力：提高生产力： 以标准化流程与系统来处理更多项目以标准化流程与系统来处理更多项目, 让员工精力使用在更重要的让员工精力使用在更重要的方面方面(设计设计, 沟通沟通), 而非重复性的工作而非重复性的工作(抓错抓错)。l提升提升PCB设计者的水平设

18、计者的水平l建立管理评估依据：建立管理评估依据： 将将DFM工作数据化工作数据化, 分析设计质量、制造良率、新产品导入成本分析设计质量、制造良率、新产品导入成本的变化的变化, 并进一步规画教育训练来提升人员知识技术水准并进一步规画教育训练来提升人员知识技术水准, 以及设以及设计与制造的改善。计与制造的改善。 l保护智慧资产：保护智慧资产： 将研发知识与制造经验整合成专家系统将研发知识与制造经验整合成专家系统, 降低人员流动的风险。降低人员流动的风险。l快速响应客户需求：快速响应客户需求： 建立与客户沟通建立与客户沟通的的设计与质量标准，实时响应客户设计变更，缩设计与质量标准，实时响应客户设计变

19、更，缩短新产品导入时间、提升公司专业形象、巩固与客户间的伙伴关短新产品导入时间、提升公司专业形象、巩固与客户间的伙伴关系。系。 第一：认识第一：认识DFM的必要性的必要性 管理者和员工都必须认识到管理者和员工都必须认识到DFM的重要性。要作为企业文化的一的重要性。要作为企业文化的一部分贯穿企业的始终。部分贯穿企业的始终。管理者：管理者： DFM帮助你节省时间、金钱。设计者：帮你提高设计技能，帮助你节省时间、金钱。设计者：帮你提高设计技能，不是挑毛病。工艺者：帮你减少生产缺陷，工作更顺利。质量者：提不是挑毛病。工艺者：帮你减少生产缺陷，工作更顺利。质量者：提高一次产品合格率，提高产品质量。高一次

20、产品合格率，提高产品质量。第二：制定内部标准第二：制定内部标准DFM文件指南文件指南l DFM文件指南是公司所必需的，是设计与制造之间的桥梁。文件指南是公司所必需的，是设计与制造之间的桥梁。l制定一般参照制定一般参照IPC、SMEMA、EIA等国标标准，结合本公司的实等国标标准，结合本公司的实际情况，如制造能力、工艺水平、设计规范，以及供应商提供的资料际情况，如制造能力、工艺水平、设计规范，以及供应商提供的资料等来制定。等来制定。lDFM文件既可以是一页简单合理的行动列表，类似检查表，也可以文件既可以是一页简单合理的行动列表，类似检查表，也可以是一本复杂、全面的手册，定义每一个部分和过程。是一

21、本复杂、全面的手册，定义每一个部分和过程。lDFM文件指南放在文件指南放在WEB网站，可以随时升级、维护。网站，可以随时升级、维护。第三：在不影响功能的前提下，设计必须考虑并遵守第三：在不影响功能的前提下，设计必须考虑并遵守DFMDFM的要求。的要求。 在在PCBPCB制造、制造、PCBAPCBA装配、测试、检验、返修等整个产品制造过程中，装配、测试、检验、返修等整个产品制造过程中，尽量减少制造成本、减少工艺流程；选择标准元器件和标准工艺；减尽量减少制造成本、减少工艺流程；选择标准元器件和标准工艺；减少制具、工具的复杂性和成本。少制具、工具的复杂性和成本。第四：形成专门的第四：形成专门的DFM

22、DFM队伍，加强信息沟通。队伍，加强信息沟通。 公司有专门的公司有专门的DFMDFM队伍，人员来源于各个部门。如：生产、研发、测队伍，人员来源于各个部门。如：生产、研发、测试、供应以及质量部门的工程师。试、供应以及质量部门的工程师。 专职或兼职（企业标准化人员）专职或兼职（企业标准化人员）DFMDFM工程师来协调工作。全面了解工工程师来协调工作。全面了解工程和制造两大块，既懂设计又懂生产，同时不断进行培训，学习掌握程和制造两大块，既懂设计又懂生产，同时不断进行培训，学习掌握新的技术和工艺。在设计之初就参与设计。这样他不仅可以在新产品新的技术和工艺。在设计之初就参与设计。这样他不仅可以在新产品开

23、发周期内的修正阶段影响产品，还可以给设计在整个产品设计、生开发周期内的修正阶段影响产品，还可以给设计在整个产品设计、生产过程中提供各种建议。产过程中提供各种建议。 例如：例如：PCBPCB尺寸的规范化，节约材料和工装。尺寸的规范化，节约材料和工装。 第五：第五：DFMDFM反馈反馈 通过反馈步骤来证实所有通过反馈步骤来证实所有DFMDFM的内容对生产的影响，起到的作用。的内容对生产的影响，起到的作用。第六：利用第六：利用DFMDFM工具和软件工具和软件+PCBPCB设计软件中的设计软件中的DFMDFM功能功能2. DFM2. DFM软件工具软件工具（1 1）购买商业性）购买商业性DFMDFM软

24、件工具软件工具 Valor Trilogy Valor Trilogy 是一种广泛应用的是一种广泛应用的DFMDFM分析设计软件。分析设计软件。（2 2）自行创建适合自己的）自行创建适合自己的DFMDFM软件工具软件工具 世界级公司常常这样做。世界级公司常常这样做。第七第七. DFM. DFM审核报告审核报告 DFMDFM审核报告是反映整个审核报告是反映整个DFMDFM过程中所发现的问题。过程中所发现的问题。p板级产品的板级产品的DFMDFM具体内容包括：具体内容包括：l元器件元器件lPCBPCB可制造性设计可制造性设计l板级产品装配可装配性设计板级产品装配可装配性设计l设计输出与审核设计输出

25、与审核+元器件元器件l元器件选择和评估元器件选择和评估元件耐温元件耐温元件潮湿敏感性元件潮湿敏感性元件静电敏感等级元件静电敏感等级元件焊端元件焊端/ /引脚、镀层的结构引脚、镀层的结构和材料和材料新型封装元件、异性元件与现新型封装元件、异性元件与现有工艺的匹配性有工艺的匹配性l元件数量减少元件数量减少候选元件：尽量从候选元件挑候选元件：尽量从候选元件挑选，减少品种和数量。选，减少品种和数量。异性元件的选择异性元件的选择l外购件的关键清单外购件的关键清单pPCBl板材的要求板材的要求l镀层的要求镀层的要求lPCB尺寸和形状要求尺寸和形状要求l元器件整体布局元器件整体布局l布线设计布线设计l孔的设计孔的设计l阻焊设计阻焊设计l丝印设计丝印设计l蚀刻分析蚀刻分析l印制板的热设计印制板的热设计l电源电源/地分析地分析l焊盘与印制导线连接的设置焊盘与印制导线连接的设置+设计输出与审核设计输出与审核l输出输出lPCBPCB设计图设计图l元器件明细表元器件明细表l样机样机l审核审核l审核的目的、审核的目的、l审核程序、审核程序、l