DFM在硬件设计制造中的作用分析

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前言

PCBA硬件设计制造过程涉及的环节众多，一般的硬件产品是由：硬件设计包括PCB制图、PCB电路板制造、元器件采购与检查、SMT贴片加工、插件加工、程序烧制、测试、老化等一系列制程，下面我们说明一下那些环节DFM在其中的作用。

01、硬件设计包括PCB制图

硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

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PCB制图的工作内容是在原理图设计完成后，把原理图转换成PCB制版文件，也就是PCB Layout,按照原理图设计时选择的电子元器件设计封装，导入原理图网表进行布局、布线设计成PCB制版图纸。

此时我们需用到DFM，因为设计的PCB图纸未必符合可制造性要求。我们需对PCB图纸进行DFM可制造性分析，满足生产制造的工艺能力方可进行PCB电路板生产。

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02、PCB电路板制造

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硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

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PCB制图的工作内容是在原理图设计完成后，把原理图转换成PCB制版文件，也就是PCB Layout,按照原理图设计时选择的电子元器件设计封装，导入原理图网表进行布局、布线设计成PCB制版图纸。

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此时我们需用到DFM，因为设计的PCB图纸未必符合可制造性要求。我们需对PCB图纸进行DFM可制造性分析，满足生产制造的工艺能力方可进行PCB电路板生产。

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03、元器件采购与检查

元器件采购需要严控渠道，一定要从大型贸易商和原厂提货，比如在华秋商城采购电子元器件，100%避免二手料和假料。此外，采购电子元器件时经常遇到采购到错误的元器件，比如元器件型号错误、封装名称错误等。

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04、SMT加工

在PCBA组装前，使用DFM进行可组装性分析，提前发现一系列问题，例如：元器件间距不足、器件到边缘太近、引脚与器件不匹配等。可避免一些不必要的损失。
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锡膏印刷和回流焊炉温控制是关键要点，需用质量较好且符合工艺要求激光钢网非常重要。根据PCB的要求，部分需要增大或缩小钢网孔，或者采用U型孔，依据工艺要求制作钢网。回流焊的炉温和速度控制对于锡膏的浸润和焊接可靠性十分关键，按照正常的SOP作业指引进行管控即可。此外，需要严格执行AOI检测，最大程度减少人为因素造成的不良。

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05、插件加工

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插件工艺中，对于过波峰焊的模具设计是关键点。如何使用模具能够最大化提供过炉之后的良品概率，这是PE工程师必须不断实践和经验总结的过程。

06、程序烧制

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在前期的DFM报告中，可以给客户建议在PCB上设置一些测试点（Test Points），目的是为了测试PCB及焊接好所有元器件后的PCBA电路导通性。如果有条件，可以要求客户提供程序，通过烧录器（比如ST-LINK、J-LINK等）将程序烧制到主控制IC中，就可以更加直观地测试各种触控动作所带来的功能变化，以此检验整块PCBA的功能完整性。

07、PCBA板测试

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对于有PCBA测试要求的订单，主要进行的测试内容包含ICT（In Circuit Test）、FCT（Function Test）、Burn In Test（老化测试）、温湿度测试、跌落测试等，具体根据客户的测试方案操作并汇总报告数据即可。